FI89429C - Duplex filters - Google Patents

Duplex filters Download PDF

Info

Publication number
FI89429C
FI89429C FI910158A FI910158A FI89429C FI 89429 C FI89429 C FI 89429C FI 910158 A FI910158 A FI 910158A FI 910158 A FI910158 A FI 910158A FI 89429 C FI89429 C FI 89429C
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
tuning
filter
resonator
duplex filter
filter according
Prior art date
Application number
FI910158A
Other languages
Finnish (fi)
Swedish (sv)
Other versions
FI89429B (en
FI910158A0 (en
FI910158A (en
Inventor
Lauri Kuokkanen
Original Assignee
Solitra Oy
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Solitra Oy filed Critical Solitra Oy
Priority to FI910158A priority Critical patent/FI89429C/en
Publication of FI910158A0 publication Critical patent/FI910158A0/en
Priority to DE19924200388 priority patent/DE4200388A1/en
Priority to SE9200050A priority patent/SE9200050A0/en
Priority to GB9200421A priority patent/GB2253522A/en
Priority to FR9200214A priority patent/FR2673780B3/en
Publication of FI910158A publication Critical patent/FI910158A/en
Publication of FI89429B publication Critical patent/FI89429B/en
Application granted granted Critical
Publication of FI89429C publication Critical patent/FI89429C/en

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01PWAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P1/00Auxiliary devices
    • H01P1/20Frequency-selective devices, e.g. filters
    • H01P1/201Filters for transverse electromagnetic waves
    • H01P1/205Comb or interdigital filters; Cascaded coaxial cavities
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01PWAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P7/00Resonators of the waveguide type
    • H01P7/04Coaxial resonators
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03JTUNING RESONANT CIRCUITS; SELECTING RESONANT CIRCUITS
    • H03J5/00Discontinuous tuning; Selecting predetermined frequencies; Selecting frequency bands with or without continuous tuning in one or more of the bands, e.g. push-button tuning, turret tuner
    • H03J5/02Discontinuous tuning; Selecting predetermined frequencies; Selecting frequency bands with or without continuous tuning in one or more of the bands, e.g. push-button tuning, turret tuner with variable tuning element having a number of predetermined settings and adjustable to a desired one of these settings
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03JTUNING RESONANT CIRCUITS; SELECTING RESONANT CIRCUITS
    • H03J5/00Discontinuous tuning; Selecting predetermined frequencies; Selecting frequency bands with or without continuous tuning in one or more of the bands, e.g. push-button tuning, turret tuner
    • H03J5/02Discontinuous tuning; Selecting predetermined frequencies; Selecting frequency bands with or without continuous tuning in one or more of the bands, e.g. push-button tuning, turret tuner with variable tuning element having a number of predetermined settings and adjustable to a desired one of these settings
    • H03J5/14Discontinuous tuning; Selecting predetermined frequencies; Selecting frequency bands with or without continuous tuning in one or more of the bands, e.g. push-button tuning, turret tuner with variable tuning element having a number of predetermined settings and adjustable to a desired one of these settings operated by auxiliary power

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)

Description

1 894291 89429

Duplex-suodatinDuplex filters

Keksinnön kohteena on menetelmä oheisen patenttivaatimuksen 1 johdanto-osan mukainen duplex-suodatin.The invention relates to a method according to the preamble of appended claim 1.

5 Radiotietoliikennelaitteissa käytetään pääasiassa kahta eri liikennemuotoa eli simplexliikennettä tai dup-lexliikennettä. Simplexliikenteessä liikenne tapahtuu vuorosuuntaisesti toistensa kanssa liikennöivien asemien välillä joko yhtä taajuutta (yhden taajuuden simplexliiken-10 ne) tai kahta taajuutta (kahden taajuuden simplexliikenne) käyttäen. Tunnusomaista simplexliikenteelle on se, että aseman lähettäessä se ei voi samanaikaisesti kuunnella vasta-asemaa tai -asemia. Duplexliikenteessä sitä vastoin lähetys ja vastaanotto tapahtuvat samanaikaisesti eri taa-15 juuksia käyttäen. Tämä tehdään mahdolliseksi valitsemalla käytetyt taajuudet poikkeamaan toisistaan riittävän paljon, jotta on mahdollista konstruoida suodatin erottamaan eri taajuiset signaalit toisistaan. Varsinkin kiinteässä asennuksessa (ns. tukiasemat) käytetään erotuksen paranta-20 miseksi vielä eri antenneja lähetykseen ja vastaanottoon. Ajoneuvoissa ja käsipuhelimissa joudutaan erotus aina hoitamaan ns. duplex-suodattimella yhtä antennia käyttäen.5 Radio communication equipment mainly uses two different modes of transport, ie simplex or duplex. In simplex traffic, traffic takes place in parallel between stations communicating with each other using either one frequency (single-frequency simplex traffic) or two frequencies (dual-frequency simplex traffic). A characteristic of simplex traffic is that when a station transmits, it cannot simultaneously listen to the counter station or stations. In duplex traffic, on the other hand, transmission and reception take place simultaneously using different frequencies. This is made possible by selecting the frequencies used to deviate sufficiently from each other to make it possible to construct a filter to distinguish signals of different frequencies. Especially in fixed installations (so-called base stations), different antennas for transmission and reception are used to improve the difference. In vehicles and handsets, the difference always has to be handled by the so-called with a duplex filter using one antenna.

Kuten tunnettua, on duplex-suodatin jakosuodatin, joka muodostuu kahdesta osasta, nimittäin lähetin- ja vas-25 taanotinsuodattimista, jotka on sovitettu yhteen anten-niportissa tai toisistaan erilleen, jos lähetykseen ja . vastaanottoon käytetään eri antenneja. Vastaanottosuodat- timen sovituksen tulee olla mahdollisimman hyvä ja päästö-vaimennuksen mahdollisimman pieni vastaanottotaajuuksilla, 30 tyypillisten päästövaimennusarvojen ollessa luokkaa 3...5 dB. Lähettimen taajuuksilla vastaanottosuodattimen vaimennuksen tulee olla suuri, ohjearvon ollessa >65 dB:iä vastaanottimen suurtaajuusvahvistimen ja sekoittajan aiheuttamien harhatoistojen välttämiseksi. Vastaanottosuodatin - 35 toteutetaan yleensä kaistanpäästösuodattimena. Lähetin- 2 89429 suodatin saa vaimentaa antenniin menevää tehoa mahdollisimman vähän. Suuri vaimennus merkitsee paitsi suodattimen lämpenemistä, myös suurempaa lähetintehon tarvetta ja siten myös suurempaa virrankulutusta ja suurempaa paristoa 5 tai lyhyempää toiminta-aikaa. Lähettimessä syntyy hyöty-signaalin ohella myös kohinaa vastaanottotaajuuksilla. Jos tämä kohina pääsee antenniporttiin ja sitä kautta vastaanottimeen, "maskeeraa" se vastaanotettavan signaalin, eli vastaanottimen herkkyys huononee, kun lähetin käynniste-10 tään. Tämän vuoksi tulee lähetinsuodattimen vaimennuksen vastaanottotaajuuksilla olla 40...70 dB:iä lähettimen laadun ja tehon mukaan. Suuri vaimennusero toteutettuna pienikokoisilla resonaattoreilla aiheuttaa päästökaistalla vaimennusvaihtelun, joka voi olla jopa 1,5 dB. Se on kor-15 jättävä säätämällä lähettimen lähtötehoa käytetyn taajuu den mukaan, mikä tekee lähettimen monimutkaisemmaksi ja lisää kustannuksia.As is known, a duplex filter is a crossover filter consisting of two parts, namely transmitter and receiver filters, which are arranged together at the antenna port or separately if the transmission and. different antennas are used for reception. The fit of the receive filter should be as good as possible and the emission attenuation as low as possible at the receive frequencies, with typical emission attenuation values of the order of 3 ... 5 dB. At transmitter frequencies, the attenuation of the receive filter should be high, with a reference value of> 65 dB to avoid spurious repetitions caused by the receiver's high-frequency amplifier and mixer. The receive filter-35 is generally implemented as a bandpass filter. Transmitter 2 89429 The filter must attenuate the power to the antenna as little as possible. High attenuation means not only heating of the filter, but also a higher need for transmitter power and thus also higher power consumption and a higher battery life of 5 or less. In addition to the useful signal, the transmitter also generates noise at the receiving frequencies. If this noise enters the antenna port and through it to the receiver, it "masks" the received signal, i.e. the sensitivity of the receiver deteriorates when the transmitter is turned on. Therefore, the reception frequencies of the attenuation of the transmitter filter should be 40 ... 70 dB depending on the quality and power of the transmitter. A large attenuation difference implemented with small resonators causes an attenuation variation in the passband that can be up to 1.5 dB. It must be omitted by adjusting the output power of the transmitter according to the frequency used, which complicates the transmitter and increases costs.

Käytännössä käy duplex-suodattimen toteutus sitä vaikeammaksi, mitä suurempi on sen toteutettavuusluku S, 20 jolle pätee kaava:In practice, the implementation of a duplex filter becomes more difficult the higher its feasibility number S, 20 for which the formula applies:

f o Bf o B

(1) S = missä D Q0 25 f0 on toimintataajuus, B on äärikanavien välinen taajuusero eli kaistaleveys (eli viritysalue), D on lähetys- ja vastaanottotaajuuksien ero eli ns. 30 dupleksiväli, ja Q0 on resonaattorien Q-arvo.(1) S = where D Q0 25 f0 is the operating frequency, B is the frequency difference between the extreme channels, i.e. the bandwidth (i.e. the tuning range), D is the difference between the transmission and reception frequencies, i.e. the so-called 30 duplex interval, and Q0 is the Q value of the resonators.

Toimintataajuus, kaistaleveys eli viritysalue ja dupleksiväli ovat järjestelmävakioita, joiden valintaan vaikuttavat esim.: 35 - käytettävissä olevat taajuudet, 3 89429 - liikennemäärä, joka varsinkin yleisiä verkkoja suunniteltaessa perustuu arvioon (useassa yleiseen käyttöön tarkoitetussa verkossa on kanavia jouduttu lisäämään eli kaistaleveys B on suurempi kuin aluk- 5 si suunniteltiin), ja - perustamishetkellä vallitseva käsitys teknisistä toteutusmahdollisuuksista.Operating frequency, bandwidth, or tuning range, and duplex interval are system constants, the choice of which is influenced by, for example: 35 - available frequencies, 3 89429 - traffic volume, especially when designing public networks based on estimation (several public networks have had to increase channels, ie bandwidth B is higher than initially planned), and - the perception at the time of establishment of the technical feasibility.

Järjestelmän käyttöiän aikana tapahtuvia käyttöta-pamuutoksia ja käyttäjien asettamia vaatimuksia on yleensä 10 mahdoton ennustaa etukäteen. Laitevalmistajat pyrkivät kilpailemaan käyttäjien suosiosta kehittämällä tuotteitaan käyttäjäystävällisemmiksi. Yleisissä verkoissa kehityspaine kohdistuukin erityisesti seuraaviin seikkoihin: - pienempi koko, 15 - kannettavissa laitteissa keveys ja pitempi käyt töaika yhdellä akun varauksella, ja - halvempi hinta.Usage changes and user requirements over the life of the system are usually unpredictable. Equipment manufacturers strive to compete for user popularity by developing their products to be more user-friendly. In the case of public networks, the pressure to develop is in particular: - smaller size, 15 - lightness and longer operating time in portable devices with a single battery charge, and - lower cost.

Edellä esitettyyn duplex-suodattimen toteutetta-vuuslukuun S vaikuttavat olennaisesti resonaattorin häviöt 20 eli resonaattorin Q-arvo, joka riippuu kaikilla resonaat-torityypeillä resonaattorin tilavuudesta. Tämä merkitsee siis sitä, että toteutettavuus huononee käytettävän tilan pienentyessä.The feasibility number S of the duplex filter shown above is substantially affected by the resonator losses 20, i.e. the Q-value of the resonator, which depends on the volume of the resonator for all types of resonators. This means that the feasibility deteriorates as the space used decreases.

Suodattimien ominaisuuksiin vaikuttaa resonaatto-25 rien Q-arvon lisäksi myös niiden topologia ja napaluku (resonaattorien lukumäärä). Kaistanpäästösuodattimien päästövaimennus on tyypillisesti suurempi kuin ali- tai ylipäästösuodattimien päästövaimennus. Duplex-suodattimien lähetinhaarassa käytetäänkin yleisesti viimemainittujen 30 erikoissovellutusta, ns. loukku- eli notchsuodatinta, jol la saadaan aikaan pieni päästövaimennus, suuri estovaimen-nus kapealla taajuuskaistalla ja suuri reunajyrkkyys, mutta vain joko päästökaistan ylä- tai alapuolella. Muilla taajuuksilla vaimennus jää vaatimattomaksi ja joudutaan 35 käyttämään erikoisratkaisuja.In addition to the Q value of the resonators, the properties of the filters are also affected by their topology and pole number (number of resonators). The emission attenuation of bandpass filters is typically greater than the emission attenuation of low or high pass filters. In the transmitter branch of duplex filters, the 30 special applications of the latter are commonly used, the so-called a trap or notch filter that provides low pass attenuation, high blocking attenuation in a narrow frequency band, and high edge steepness, but only either above or below the pass band. At other frequencies, the attenuation remains modest and special solutions have to be used.

4 894294 89429

Tarkasteltaessa edellä kaavassa (1) esitettyä to-teutettavuuslukua S havaitaan, että järjestelmävakiot näyttävät jättävän suodattimen suunnittelijalle/valmista-jalle vain vähän liikkumatilaa: Q-arvon. Laitevalmistaja 5 haluaa kuitenkin duplex-suodattimen edellä esitettyjen kehityspaineiden mukaisesti entistä pienempään tilaan, mikä merkitsee entistä alhaisempaa Q-arvoa eli (suodattimen suunnittelijan/valmistajan kannalta) käytännössä vähemmän marginaaleja ja siten suurempia valmistuskustan-10 nuksia. Edellä esitetyn mukaisesti laitevalmistaja haluaa kuitenkin laitteelleen entistä halvemman hinnan.Looking at the feasibility number S shown in formula (1) above, it is observed that the system constants seem to leave little room for the designer / manufacturer of the filter: the Q value. However, in accordance with the development pressures described above, the device manufacturer 5 wants an even smaller space, which means an even lower Q value, i.e. (for the filter designer / manufacturer) practically fewer margins and thus higher manufacturing costs. However, as stated above, the device manufacturer wants an even cheaper price for his device.

Tarkasteltaessa toteutettavuuslukua S lähemmin todetaan kuitenkin, että vain toimintataajuus f0 ja duplek-siväli D ovat ehdottomia vakioita. Viritysaluetta eli 15 kaistaleveyttä B voidaan nimittäin pienentää jakamalla toimintakaista useampaan osa-alueeseen Β^,.Β,, siten, että osa-alueet yhdessä peittävät käytettävän taajuuskaistan B (8=6^82+83+. · ·+Βη)· Näin saadaan toteutettavuusluku suuremmaksi kullakin osa-alueella. Toteutettavuusluvusta S riip-20 puu myös se, kuinka monta resonaattoria tarvitaan tietyt esto- ja päästövaimennusominaisuudet omaavan suodattimen toteuttamiseen eli kuinka "jyrkkä" suodatin on. Suodatti-raessa olevien resonaattorien määrä on kokonaisluku, joten raja-alueilla suodatin voidaan toteuttaa n- tai n+l-napai-25 sena. Päästövaimennus kasvaa kuitenkin napaluvun (resonaattorien lukumäärän) kasvaessa eksponentiaalisesti, mikä merkitsee sitä, että samaan päästövaimennukseen vaaditaan suurempaa napalukua käytettäessä suurempi Q-arvo eli kooltaan suuremmat resonaattorit. Pienimmällä mahdollisella 30 napaluvulla eli pienimmällä mahdollisella resonaattorimää-rällä suodattimesta tulee kooltaan pienempi sekä yksinkertaisempi ja halvempi.However, looking more closely at the feasibility number S, it is stated that only the operating frequency f0 and the duplex interval D are absolute constants. Namely, the tuning area, i.e. the bandwidth 15, can be reduced by dividing the operating band into several sub-areas Β ^ ,. Β ,, so that the sub-areas together cover the used frequency band B (8 = 6 ^ 82 + 83 +. · · + Βη) · higher feasibility rate in each area. From the feasibility number S also depends on how many resonators are needed to implement a filter with certain blocking and emission attenuation characteristics, i.e. how "steep" the filter is. The number of resonators in the filter grain is an integer, so in the boundary regions the filter can be implemented as an n- or n + 1-pole. However, the emission attenuation increases exponentially as the pole number (number of resonators) increases exponentially, which means that a higher Q value, i.e. larger resonators, is required for the same emission attenuation when a higher pole number is used. With the smallest possible number of 30 poles, i.e. the smallest possible number of resonators, the filter becomes smaller in size and simpler and cheaper.

Edellä kuvattuun osa-aluejakoon perustuvaa viritys-periaatetta on käytetty suodattimen suoritusarvojen paran-35 tamiseksi varsinkin sotilaslaitteissa, joissa mekaaninen 5 39429 ja usein automaattinen viritys suoritetaan servo- tai as-kelmoottorilla, jotka on varustettu elektronisella ohjauksella. Lisäksi markkinoilla on autopuhelinverkon, kuten NMT-450, laitteisiin tarkoitettu duplex-suodatin, jossa 5 sekä lähetin- että vastaanotinsuodatin ovat askelmoottorin avulla viritettäviä ja jossa viritysalue on jaettu kahdeksaan osa-alueeseen. Askelmoottorissa on näin ollen kahdeksan porrasta, ja virityselimenä käytetään koko suodattimen läpi kulkevaa lovettua akselia, jossa lovet toimivat sää-10 tökondensaattoreina. Akseli on maadoitettu usealla jousella, ja sekä akseli että jouset on jouduttu kultaamaan kontaktiongelmien välttämiseksi.The tuning principle based on the subdivision described above has been used to improve the performance of the filter, especially in military devices where mechanical and often automatic tuning is performed by a servo or stepper motor equipped with electronic control. In addition, there is a duplex filter for devices in a car telephone network, such as the NMT-450, in which both the transmitter and receiver filters are tunable by a stepper motor and in which the tuning range is divided into eight sub-areas. The stepper motor thus has eight stages, and a notched shaft running through the entire filter is used as the tuning member, where the notches act as weather capacitors. The shaft is grounded with multiple springs, and both the shaft and springs have had to be gilded to avoid contact problems.

Kuten edellä esitetystäkin ilmenee, ovat viritys-alueen jakoon perustuvat tunnetut laitteet hyvin monimut-15 kaisia ja siten myös vaikeita ja kalliita valmistaa. Niinpä niitä onkin käytetty lähinnä vain sovelluksissa, joissa laitteen hinta ei ole määräävä tekijä (esim. sotilaslaitteet). Edellä kuvattu siviilikäyttöön tarkoitettu tunnettu suodatin on paitsi ko. käyttötarkoitukseen kallis, myös 20 altis käyttöhäiriöille.As can be seen from the above, the known devices based on the division of the tuning range are very complex and thus also difficult and expensive to manufacture. Thus, they have mainly been used only in applications where the price of the device is not a determining factor (e.g. military equipment). The known filter for civil use described above is not only purpose expensive, also 20 prone to malfunctions.

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena onkin käyttää hyväksi osa-aluejakoon perustuvaa viritysperiaatetta siten, että laitteisto voidaan pitää mahdollisimman yksinkertaisena ja valmistuskustannuksiltaan edullisena, toisin 25 sanoen, että saavutetaan optimiratkaisu viritysperiaat- teesta saavutettavan hyödyn ja valmistuskustannusten välillä. Tämä saavutetaan keksinnön mukaisella suodattimel-la, jolle on tunnusomaista se, mitä kuvataan oheisen patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa.It is therefore an object of the present invention to take advantage of the subdivision-based tuning principle so that the apparatus can be considered as simple and cost-effective as possible, i.e. an optimal solution between the benefit of the tuning principle and the manufacturing cost is achieved. This is achieved by a filter according to the invention, which is characterized by what is described in the characterizing part of the appended claim 1.

30 Keksinnön mukaisena perusajatuksena on jakaa viri tysalue vain kahteen, tai enintään kolmeen osa-alueeseen, jolloin ko. periaatteeseen siirtymisestä saavutetaan suurin suhteellinen hyöty ja jolloin laiterakenne, nimenomaan viritysmekanismi, voidaan vielä pitää yksinkertaisena.The basic idea according to the invention is to divide the tuning area into only two, or at most three, sub-areas, in which case the the greatest relative benefit is obtained from the transition to the principle and in which case the device structure, namely the tuning mechanism, can still be considered simple.

6 894296 89429

Keksinnön mukaisella ratkaisulla saadaan erityisesti duplex-suodattimelle aikaan taloudellisesti kannattava ja toimintavarma ratkaisu myös yleisiin solukkoverkkoihin, joissa kehityspaineet ovat edellä esitetyn mukaisia.The solution according to the invention provides an economically viable and reliable solution, especially for a duplex filter, also for general cellular networks in which the development pressures are in accordance with the above.

5 Keksinnön edullisen suoritusmuodon mukaisesti osa- alueisiin perustuvaa viritysperiaatetta käytetään duplex-suodattimessa vain lähetinsuodattimessa, jossa siitä saavutetaan suurin hyöty. Näin saadaan duplex-suodatin entistä yksinkertaisemmaksi, koska viritysmekanismia ei tarvita 10 vastaanotinsuodattimessa.According to a preferred embodiment of the invention, the sub-area-based tuning principle is used in a duplex filter only in the transmitter filter where it is most useful. This simplifies the duplex filter because the tuning mechanism is not required in the 10 receiver filters.

Toisen edullisen suoritusmuodon mukaisesti käsittävät virityselimet sähkömagneetin. Käyttämällä sähkömagneettia saadaan itse viritysmekanismi hyvin yksinkertaiseksi .According to another preferred embodiment, the excitation means comprise an electromagnet. By using an electromagnet, the tuning mechanism itself is made very simple.

15 Seuraavassa keksintöä selitetään tarkemmin viitaten oheisen kuvion 1 mukaiseen esimerkkiin, joka esittää pers-pektiivikuvantona keksinnön mukaisen duplex-suodattimen magneettisesti viritettävää lähetinsuodatinta.The invention will now be described in more detail with reference to the example of Figure 1 below, which shows a perspective view of a magnetically tunable transmitter filter of a duplex filter according to the invention.

Kuviossa 1 esitetty duplex-suodattimen magneetti-20 sesti viritettävä lähetinsuodatin käsittää kaksi rinnakkaista siirtojohtoresonaattoria 10 ja 20, joista kumpikin muodostuu sinänsä tunnettuun tapaan suoran metallilangan muodostamasta siirtojohdosta 11 vast. 21, jota metallinen tai metallilla päällystetty kotelo 30 ympäröi (kantta ei 25 esitetty). Resonaattorien välissä on kotelon väliseinä 31.The magnetically tunable transmitter filter of the duplex filter shown in Fig. 1 comprises two parallel transmission line resonators 10 and 20, each of which is formed in a manner known per se from a transmission line 11 formed by a straight metal wire, respectively. 21, surrounded by a metal or metal-coated housing 30 (cover 25 not shown). There is a housing partition 31 between the resonators.

Kotelon ulkosivulle on kiinnitetty sähkömagneetti 1, joka on ohjattavissa kahden tai kolmen asennon välillä, toisin sanoen kahden ääriasennon ja mahdollisesti niiden välissä olevan keskiasennon välillä. Sähkömagneettiin on 30 kytketty siirtoelin, joka liikkuu sähkömagneetin ohjaamana. Siirtoelin muodostuu tässä tapauksessa tangosta 2, joka on toisesta päästään kytketty sähkömagneettiin ja joka kulkee lähetinsuodattimen (molempien resonaattorien) läpi. Sähkömagneetti 1 liikuttaa tankoa 2 nuolen A mukai-35 sesti edestakaisin kahden tai kolmen viritysasennon välil- 7 b 9 429 lä. Viritystä varten on kumpaankin resonaattoriin sovitettu tangon 2 pituussuunnassa oleellisesti U:n muotoinen, lattatyyppinen jousi 12 ja vastaavasti 22, jotka on toisesta päästään kiinnitetty koteloon 30 ja toisesta pääs-5 tään tankoon 2. Tangon 2 liikkuessa sähkömagneetin ohjaamana liikkuu kumpikin jousi vastaavasti lähemmäs tai kauemmas vastaavasta siirtojohdosta, jolloin siirtojohtimen avoimen pään ja jousen välinen virityskapasitanssi muuttuu. Tämä muutos saa puolestaan resonaattorin resonanssi-10 taajuuden muuttumaan halutulla tavalla virittäen suodattimen joko osa-alueelle Bx tai B2.Attached to the outside of the housing is an electromagnet 1 which is controllable between two or three positions, i.e. between two extreme positions and possibly a central position between them. Connected to the electromagnet is a transfer member 30 which moves under the control of an electromagnet. The transfer member in this case consists of a rod 2 connected at one end to an electromagnet and passing through a transmitter filter (both resonators). The electromagnet to move the rod 1 2 of the arrow A-35 in accordance with a back and forth two or three indirect excitation position 7 b 9 429 method. For tuning, each resonator is provided with a substantially U-shaped, flat-type spring 12 and 22, respectively, in the longitudinal direction of the rod 2. Attached at one end to the housing 30 and at the other end to the rod 2. As the rod 2 moves under electromagnetic control, each spring moves closer or farther. the corresponding transmission line, whereby the excitation capacitance between the open end of the transmission line and the spring changes. This change, in turn, causes the resonant-10 frequency of the resonator to change as desired, tuning the filter to either sub-area Bx or B2.

Sähkömagneetti 1 ohjataan eri asentoihin (ääriasennot ja mahdollisesti keskiasento) yksinkertaisimmillaan siten, että magneetin ohjausjännitettä kytketään ON- ja 15 OFF-tilojen välillä laitteen kanavaohjauksen ohjaamana. Koska kanavaohjauksen käyttö virityksen ohjaamisessa on sinänsä tunnettua, eikä se kuulu varsinaisen keksinnöllisen ajatuksen piiriin, ei sitä ole esitetty tarkemmin.The electromagnet 1 is controlled to different positions (extreme positions and possibly the middle position) in its simplest way by switching the control voltage of the magnet between the ON and 15 OFF states under the control of the channel control of the device. Since the use of channel control in tuning control is known per se and does not fall within the scope of the actual inventive idea, it is not shown in more detail.

Resonaattorit 10 ja 20 on kytketty sinänsä tunnet-20 tuun tapaan lähetinsuodatinta ympäröivään rakenteeseen, minkä vuoksi liitäntöjä ei ole erikseen esitetty.The resonators 10 and 20 are connected to the structure surrounding the transmitter filter in a manner known per se, which is why the connections are not shown separately.

Käytännön suoritusarvoesimerkkinä mainittakoon, että tietokonesimulointiin perustuen on valmistettu prototyypit NMT-450 duplex-suodattimen lähetinhaarasta sekä 25 tavanomaista ratkaisua käyttäen (n=l eli koko viritysalue ilman osa-aluejakoa) että edellä kuvattua rakennetta käyttäen jakamalla viritysalue kahteen osa-alueeseen (n=2 eli sähkömagneetilla kaksi asentoa). Vertailu näyttää seuraa-valta: 30 n=l n=2 resonaattoreita: 3 2 päästövaimennus: 1,8 dB 1,1 dB lähetintaaj.As a practical performance example, based on computer simulation, prototypes have been made of the transmitter branch of the NMT-450 duplex filter using both 25 conventional solutions (n = 1, i.e. the entire tuning range without subdivision) and using the structure described above by dividing the tuning range into two subdivisions (n = 2 i.e. electromagnet two positions). The comparison shows the following: 30 n = l n = 2 resonators: 3 2 emission attenuation: 1.8 dB 1.1 dB transmitter frequency.

vaimennusvaihtelu: 1 dB 0,2 dBattenuation variation: 1 dB 0.2 dB

estovaimennus: 58 dB 63 dB vast.otin.taaj.blocking attenuation: 58 dB 63 dB receiver frequency

8 394298 39429

Vertailussa resonaattorien erilainen lukumäärä aiheutuu osajakoperiaatteeseen siirtymisestä; vaaditut jyrkkyys-ominaisuudet voidaan saavuttaa jättämällä yksi resonaattori pois. Resonaattorit ovat samankokoiset, joten keksinnön 5 mukainen suodatin mahtuu 2/3;aan jakamattoman vaatimasta tilasta. Sähkömagneetin 1 vaatima tila on oleellisesti pienempi kuin kolmannen resonaattorin vaatima tila. Vertailusta ilmenevä 0,7 dB:n päästövaimennusero tarkoittaa esim. NMT-450 verkossa, jossa antenniin menevän tehon on 10 oltava 15 W, sitä, että lämmöksi muuttuva teho saadaan keksinnön mukaista laitetta käytettäessä 8,45 W pienemmäksi (40 %:n hyötysuhteella). Laitteiden koon pienentyessä voi jäähdytyksen järjestäminen tulla ratkaisevaksi tekijäksi, joten lämmöksi muuttuvan tehon pienenemisellä on 15 erittäin oleellinen merkitys.In comparison, the different number of resonators is due to the transition to the subdivision principle; the required steepness characteristics can be achieved by omitting one resonator. The resonators are of the same size, so that the filter according to the invention 5 can accommodate 2/3 of the space required by the indivisible. The space required by the electromagnet 1 is substantially smaller than the space required by the third resonator. The 0.7 dB emission attenuation difference that appears in the comparison means, for example, in a NMT-450 network where the power to the antenna must be 15 W, that the heat-converting power is reduced by 8.45 W (with an efficiency of 40%) when using the device according to the invention. . As the size of the equipment decreases, the arrangement of cooling can become a decisive factor, so a reduction in the power converted into heat is very important.

Vastaavanlaisella tietokonesimuloinnilla voidaan todeta, että siirryttäessä käyttämään kolmea osa-aluetta pienenee päästövaimennus edelleen, ei kuitenkaan niin paljon kuin siirryttäessä yhdestä kahteen osa-alueeseen.Similar computer simulations show that switching to three components further reduces emission attenuation, but not as much as moving from one to two components.

20 Ei ole estettä soveltaa jakoperiaatetta myös vas- taanotinsuodattimeen. Koska vastaanotinsuodattimen pääasiallinen tehtävä on kuitenkin estää asiaankuulumattomien signaalien pääsy vastaanottimeen, ei piirien lukumäärää voida pienentää, eikä jaosta saavuteta sellaista hyötyä 25 kuin lähetinsuodattimessa. Tämän takia onkin edullista käyttää keksinnön mukaista periaatetta vain lähetinsuodattimessa. Koska vastaanotinsuodatin voidaan toteuttaa joko samoin kuin edellä kuvattu lähetinsuodatin, tai sinänsä tunnetulla tavalla, ei vastaanotinsuodatinta ole erikseen 30 esitetty.20 There is no obstacle to applying the division principle to a receiver filter as well. However, since the main function of the receiver filter is to prevent irrelevant signals from entering the receiver, the number of circuits cannot be reduced, and the benefit of division 25 is not achieved as in a transmitter filter. For this reason, it is advantageous to use the principle according to the invention only in the transmitter filter. Since the receiver filter can be implemented either in the same way as the transmitter filter described above, or in a manner known per se, the receiver filter is not shown separately.

Vaikka keksintöä on edellä selostettu viitaten oheisen piirustuksen mukaiseen esimerkkiin, on selvää, ettei keksintö ole rajoittunut siihen, vaan sitä voidaan muunnella monin tavoin oheisten patenttivaatimusten esit-35 tämän keksinnöllisen ajatuksen puitteissa. Vaikka siis 9 89429 oheinen esimerkki liittyy duplex-suodattimeen, voidaan keksinnön mukaista ratkaisua käyttää kaikkiin suurtaajuus-suodattimiin. Myöskin sähkömagneetin, tangon ja jousien muodostama viritysmekanismi voi olla hyvinkin monen tyyp-5 pinen. Ensinnäkin virityskappaleina toimivien metallisten tai metallilla päällystettyjen jousien tilalla voi olla esim. jostakin ilmaa suuremman dielektrisyysvakion omaavasta materiaalista valmistettu dielektrinen pala, jota liikutellaan resonaattoreissa. Tällainen dielektrinen pala 10 vaikuttaa resonaattorin efektiiviseen dielektrisyysvakioon ja muuttaa näin taajuutta samoin kuin metallijousikin. Toiseksi voi sähkömagneetin tilalla olla esim. mikä tahansa tarkoitukseen sopiva sähkömekaaninen muunnin, kuten pietsosähköinen tai magnetostriktiivinen muunnin. Periaat-15 teessä voitaisiin sähkömagneetin tilalle ajatella myös muunninta, johon ei ole kytketty mekaanista siirtoelintä, vaan joka sähkö- tai magneettikentän avulla muuttaa resonaattorin sisällä paikallaan pysyvän dielektrisen palan dielektrisyysvakiota ja muuttaa tällä tavoin resonanssi-20 taajuutta samoin kuin liikkuva, mutta kiinteän dielektrisyysvakion omaava dielektrinen pala. Kun siis oheisissa vaatimuksissa puhutaan muuntimesta, on sen siis ymmärrettävä sisältävän paitsi kuvion mukaisessa esimerkissä esitetyn sähkömagneetin, myös edellä esitetyt muut vaihtoeh-25 dot. Lähetinsuodattimessa voi periaatteessa olla myös useampia muuntimia, mutta yksinkertaisin ratkaisu saavutetaan kuitenkin siten, että yksi muunnin virittää kunkin resonaattorin samanaikaisesti. Periaatteessa viritys voitaisiin suorittaa myös esim. PIN- tai kapasitanssidiodeil-30 la, mutta näiden ratkaisujen ongelmana on kuitenkin ko. komponenttien epälineaarisuus suurilla tehotasoilla. Suo-dattimessa olevien resonaattorien tyyppiä voidaan myös vaihtaa keksinnöllisen ajatuksen puitteissa.Although the invention has been described above with reference to the example according to the accompanying drawing, it is clear that the invention is not limited thereto, but can be modified in many ways within the scope of this inventive idea of the appended claims. Thus, although the accompanying example 9 89429 relates to a duplex filter, the solution according to the invention can be used for all high-frequency filters. The tuning mechanism formed by the electromagnet, the rod and the springs can also be of many types. First, the metal or metal-coated springs acting as excitation bodies can be replaced, for example, by a dielectric piece made of a material having a higher dielectric constant than air, which is moved in the resonators. Such a dielectric piece 10 affects the effective dielectric constant of the resonator and thus changes the frequency as well as the metal spring. Secondly, the electromagnet can be replaced, for example, by any suitable electromechanical transducer, such as a piezoelectric or magnetostrictive transducer. In principle, an electromagnet could be replaced by a transducer which is not connected to a mechanical transfer member, but which uses an electric or magnetic field to change the dielectric constant of a stationary dielectric piece inside the resonator and thus change the resonance-20 frequency as a moving but fixed dielectric constant. piece. Thus, when referring to a transducer in the appended claims, it is to be understood that it includes not only the electromagnet shown in the example of the figure, but also the other alternatives described above. In principle, the transmitter filter can also have several transducers, but the simplest solution is achieved in that one converter tunes each resonator simultaneously. In principle, tuning could also be performed, for example, with PIN or capacitance diodes, but the problem with these solutions is the nonlinearity of components at high power levels. The type of resonators in the filter can also be changed within the scope of the inventive idea.

Claims (7)

10 8 9 42 910 8 9 42 9 1. Duplex-suodatin, joka käsittää erilliset lähetin- ja vastaanotinsuodattimet lähetin- ja vastaanotinsig- 5 naalien erottamiseksi toisistaan, ja elimet (1, 2, 12, 22) suodattimen virittämiseksi useille osa-alueille (B1. . .Bn), jotka yhdessä peittävät koko viritysalueen (B), tunnettu siitä, että ainakin lähetyssuodattimen viritys-elimet käsittävät resonaattoreita (10; 20) ohjaavan muun- 10 timen (1), joka on ohjattavissa korkeintaan kolmen ulostu-loasennon välillä.A duplex filter comprising separate transmitter and receiver filters for separating transmitter and receiver signals, and means (1, 2, 12, 22) for tuning the filter to a plurality of sub-areas (B1... Bn) which together covering the entire tuning area (B), characterized in that at least the tuning means of the transmission filter comprise a converter (1) controlling the resonators (10; 20), which is controllable between a maximum of three output positions. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen duplex-suodatin, tunnettu siitä, että muunnin muodostuu sähkömagneetista (1).Duplex filter according to Claim 1, characterized in that the transducer consists of an electromagnet (1). 3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen duplex-suo datin, tunnettu siitä, että muuntimeen on kytketty ainakin yksi siirtoelin (2), joka siirtää mekaanisesti kussakin resonaattorissa (10; 20) olevaa virityskappaletta (12; 22).Duplex filter according to Claim 1 or 2, characterized in that at least one transfer element (2) is connected to the transducer, which mechanically transfers the excitation body (12; 22) in each resonator (10; 20). 4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen duplex-suodatin, tunnettu siitä, että virityskappale on jousi (12, 22), joka toimii kondensaattorin toisena levynä muuttaen jousen ja resonaattorin (10; 20) siirtojohdon (11; 21) välistä virityskapasitanssia.A duplex filter according to claim 3, characterized in that the excitation body is a spring (12, 22) which acts as a second plate of the capacitor, changing the excitation capacitance between the spring and the transmission line (11; 21) of the resonator (10; 20). 5. Patenttivaatimuksen 3 mukainen duplex-suodatin, tunnettu siitä, että virityskappale on dielektrinen pala.Duplex filter according to Claim 3, characterized in that the excitation body is a dielectric piece. 6. Patenttivaatimuksen 3, 4 tai 5 mukainen duplex-suodatin, tunnettu siitä, että siirtoelin muodostuu 30 tangosta (2), johon kunkin resonaattorin (10; 20) viritys-kappale (12; 22) on kiinnitetty, jolloin tanko siirtää kunkin resonaattorin (10; 20) virityskappaletta (12; 22) samanaikaisesti.A duplex filter according to claim 3, 4 or 5, characterized in that the transfer member consists of 30 rods (2) to which the tuning body (12; 22) of each resonator (10; 20) is attached, the rod displacing each resonator ( 10; 20) the tuning piece (12; 22) simultaneously. 7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen duplex-suodatin, 35 tunnettu siitä, että muunnin on sähkö- ja/tai mag- il 89429 neettikentän aikaansaava muunnin, ja että kunkin resonaattorin sisällä on paikallaan pysyvä dielektrinen pala, jonka dielektrisyysvakiota mainittu sähkö- ja/tai magneettikenttä muuttaa. 12 8 9 42 9A duplex filter according to claim 1, characterized in that the transducer is a transducer providing an electric and / or magnetic 89429 magnetic field, and in that each resonator has a stationary dielectric piece whose dielectric constant is changed by said electric and / or magnetic field. . 12 8 9 42 9
FI910158A 1991-01-11 1991-01-11 Duplex filters FI89429C (en)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI910158A FI89429C (en) 1991-01-11 1991-01-11 Duplex filters
DE19924200388 DE4200388A1 (en) 1991-01-11 1992-01-07 METHOD FOR TUNING A FILTER AND FILTER
SE9200050A SE9200050A0 (en) 1991-01-11 1992-01-09 Procedure for reconciling a filter, as well as a filter
GB9200421A GB2253522A (en) 1991-01-11 1992-01-09 Method of tuning a filter.
FR9200214A FR2673780B3 (en) 1991-01-11 1992-01-10 METHOD OF TUNING A FILTER AND FILTER FOR IMPLEMENTING THE METHOD.

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI910158 1991-01-11
FI910158A FI89429C (en) 1991-01-11 1991-01-11 Duplex filters

Publications (4)

Publication Number Publication Date
FI910158A0 FI910158A0 (en) 1991-01-11
FI910158A FI910158A (en) 1992-07-12
FI89429B FI89429B (en) 1993-06-15
FI89429C true FI89429C (en) 1993-09-27

Family

ID=8531720

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI910158A FI89429C (en) 1991-01-11 1991-01-11 Duplex filters

Country Status (5)

Country Link
DE (1) DE4200388A1 (en)
FI (1) FI89429C (en)
FR (1) FR2673780B3 (en)
GB (1) GB2253522A (en)
SE (1) SE9200050A0 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE513349C2 (en) * 1998-08-12 2000-08-28 Allgon Ab cavity resonator

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2080126A5 (en) * 1970-02-24 1971-11-12 Thomson Csf
JPS5535560A (en) * 1978-09-04 1980-03-12 Matsushita Electric Ind Co Ltd Coaxial type filter
FR2509536A1 (en) * 1981-07-07 1983-01-14 Thomson Csf HYPERFREQUENCY FILTER COMPRISING COUPLINGS BETWEEN LINE TRUNCTIONS AND MEANS FOR ADJUSTING
GB2167243A (en) * 1984-11-16 1986-05-21 Int Standard Electric Corp Electronically tunable band pass filter
GB2167244A (en) * 1984-11-16 1986-05-21 Int Standard Electric Corp Variable capacitor and band pass filter including a variable capacitor

Also Published As

Publication number Publication date
FR2673780A1 (en) 1992-09-11
GB9200421D0 (en) 1992-02-26
FI89429B (en) 1993-06-15
SE9200050A0 (en) 1992-07-12
FR2673780B3 (en) 1993-04-23
DE4200388A1 (en) 1992-07-16
SE9200050D0 (en) 1992-01-09
FI910158A0 (en) 1991-01-11
GB2253522A (en) 1992-09-09
FI910158A (en) 1992-07-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5345851B2 (en) Low loss tunable radio frequency filter
JP6532221B2 (en) Low loss tunable radio frequency filter
FI97086C (en) Arrangements for separation of transmission and reception
US5812036A (en) Dielectric filter having intrinsic inter-resonator coupling
JP2000031706A (en) Band-pass filter provided with dielectric resonator
CN108899158B (en) Tunable inductor arrangement, transceiver, method and computer program
US7417517B2 (en) Method and apparatus for a communications filter
CN101090265B (en) Switch and switsching device with selective isolation for multimedia terminals
US3215955A (en) Waveguide switching by variable tuning of a cavity which shunts a band-pass filter
FI89429C (en) Duplex filters
KR101308301B1 (en) Meta-material filter for use in a base station of a wireless communications system
Carey-Smith et al. Flexible frequency discrimination subsystems for reconfigurable radio front ends
US8159314B1 (en) Actively tuned filter
US20210126595A1 (en) Amplifier with integrated gain slope equalizer
CN113497317B (en) Filter and communication equipment
CN100499257C (en) Method for providing ability of tuning resonance frequency for different applications
KR100258788B1 (en) Microwave band pass filters made with an half-cut coaxial resonators
Huang High Q Tunable Filters
WO2024017453A1 (en) Frequency tunable resonator
CN113922025A (en) Communication device and waveguide filter thereof
Nasresfahani Design and fabrication of centre frequency and bandwidth tunable cavity filters

Legal Events

Date Code Title Description
BB Publication of examined application