FR2496997A1

FR2496997A1 - Tuned coupling for microwave transmission line - has non-magnetic adjusting screws varying characteristic impedance of sections of line by movement within cylindrical sleeve

Info

Publication number: FR2496997A1
Application number: FR8027318A
Authority: FR
Inventors: Alain Patin
Original assignee: Orega Electronique et Mecanique
Current assignee: Orega Electronique et Mecanique
Priority date: 1980-12-23
Filing date: 1980-12-23
Publication date: 1982-06-25
Also published as: FR2496997B1

Abstract

The control for a coupling in an asymmetric microwave transmission line includes a semi-annular section of conductive band linking straight sections of the same band on a dielectric substrate. An insulating hollow cylinder is situated in a hole passing through the substrate plate, concentric with each of the semi-annular sections. The cylinders each have an internal thread to receive a screw of a magnetic conducting material. The screws are displaceable in a direction perpendicular to the plane of the substrate in order to modify the resonant frequency of the device, by varying the characteristic impedance of the line. The impedance varies as a function of the distance between the screw and the conductive band which forms the transmission line on the substrate.

Description

DISPOSITIF DE REGLAGE DE L'ACCORD D'UNE LIGNE DE TRANSMISSION
RESONNANTE, LIGNE DE TRANSMISSION ET FILTRE DE BANDE
HYPERFREQUENCE MUNIS DE TELS DISPOSITIFS
L'invention concerne un dispositif de réglage de l'accord, c'est à-dire de la fréquence de résonance, d'une ligne de transmission résonnante, notamment du type réalisé à l'aide de circuit imprimés genre "microbande", une ligne de transmission munie d'un tel dispositif de réglage et un filtre de bande hyperfréquence comportant plusieurs de ces lignes résonnantes couplées entre elles.DEVICE FOR ADJUSTING THE TUNING OF A TRANSMISSION LINE
RESONANT, TRANSMISSION LINE AND BAND FILTER
MICROWAVE PROVIDED WITH SUCH DEVICES
The invention relates to a device for adjusting the tuning, that is to say the resonance frequency, of a resonant transmission line, in particular of the type produced using printed circuits of the "microstrip" type, a transmission line provided with such an adjustment device and a microwave band filter comprising several of these resonant lines coupled together.

Par hyperfréquence on comprendra dans ce qui suit, la bande des ondes décimétriques comprise, notamment, entre 10 et 30 centimètres de longueur d'onde dans le vide, c'est-à-dire les bandes généralement désignées par L et S dont les fréquences sont comprises entre 1 et 3 GHz et qui constituent la partie supérieure du spectre ultra-haute fréquence (UHF). By microwave we will understand in what follows, the HF band included, in particular, between 10 and 30 centimeters wavelength in a vacuum, that is to say the bands generally designated by L and S whose frequencies are between 1 and 3 GHz and constitute the upper part of the ultra-high frequency (UHF) spectrum.

Des filtres passe-bande à plusieurs résonateurs (en cascade) en forme de tronçons de ligne de transmission parallèles, de longueurs électriques proches du quart d'onde, dont une extrémité est reliée à la masse eL dont l'autre extrémité est couplée à celle-ci au moyen d'une capacité variable (ou fixe) permettant d:effectuer l'accord de chaque tronçon et par celà celui du filtre, sont connus, par exemple, des ouvrages américains de MATTAEI, YOUNG et JONES intitulé "MICROWAVE FILTERS, IMPEDANCE MATCHING NETWORKS
AND COUPLING STRUCTURES", publié par Mc GRAW-HILL BOOK
COMPANY en 1964, de MATSUMOTO intitule "MICROWAVE
FILTERS AND CIRCUITS" publié par ACADEMIC PRESS en 1970, et de YOUNG respectivement intitulés "MICROWAVE FILTERS USING
PARALLEL COUPLED LINES" et "PARALLEL COUPLED LINES
AND DIRECTIONAL COUPLERS", publiés par ARTECH HOUSE en 1972.Bandpass filters with several resonators (in cascade) in the form of parallel transmission line sections, of electrical lengths close to the quarter wave, one end of which is connected to the ground eL the other end of which is coupled to that -this by means of a variable (or fixed) capacity making it possible to: tune each section and thereby that of the filter, there are known, for example, American works by MATTAEI, YOUNG and JONES entitled "MICROWAVE FILTERS, IMPEDANCE MATCHING NETWORKS
AND COUPLING STRUCTURES ", published by Mc GRAW-HILL BOOK
COMPANY in 1964, by MATSUMOTO entitled "MICROWAVE
FILTERS AND CIRCUITS "published by ACADEMIC PRESS in 1970, and by YOUNG respectively entitled" MICROWAVE FILTERS USING
PARALLEL COUPLED LINES "and" PARALLEL COUPLED LINES
AND DIRECTIONAL COUPLERS ", published by ARTECH HOUSE in 1972.

L'une des applications possibles d'un tel filtre passe-bande hyperfréquence à fréquence centrale fixe mais ajustable à une fréquence désistée par des éléments de réglage dont ces résonaLeurs sont équipés, est constituée par un filtre à bande passante étroite (inférieure à un pour cent de la fréquence centrale), disposé en aval d'un premier mélangeur hyperfréquence faisant partie d'une tete haute-fréquence (HF), afin de fournir un signal transposé dans la bande L (ou S) à partir d'un signal d'entrée dont la fréquence est située, soit dans l'une des bandes des ondes centimétriques (X et K) comme celle autour de 12 GHz attribuée à la télédiffusion directe par satellites ou celle utilisée pour des faisceaux hertziens, soiL dans les bandes VHF ou UHF allouées à la transmission des signaux de télévision par télédiffusion (bandes I, III, IV et V) ou par câbles (VHF de 40 à 300 MHz environ). Dans ce dernier cas, le filtre passe-bande de l'invention constitue le filtre à la première fréquence intermédiaire disposé dans la voie de transmission du signal d'entrée entre un premier mélangeur, transposeur vers le haut, et un second mélangeur, transposeur vers le bas, de la manière décrite dans la demande de brevet français nO EN 80124 970 déposée le 25 novembre 1980, au nom du présent demandeur. One of the possible applications of such a microwave bandpass filter with a fixed central frequency but adjustable to a frequency desired by adjustment elements with which these resonators are equipped, is constituted by a filter with narrow bandwidth (less than one for cent of the central frequency), arranged downstream of a first microwave mixer forming part of a high-frequency (HF) head, in order to provide a signal transposed in the L (or S) band from a signal d input whose frequency is located either in one of the centimeter wave bands (X and K) like that around 12 GHz allocated to direct broadcasting by satellites or that used for radio-relay systems, so in the VHF bands or UHF allocated to the transmission of television signals by television broadcasting (bands I, III, IV and V) or by cables (VHF from 40 to 300 MHz approximately). In the latter case, the bandpass filter of the invention constitutes the filter at the first intermediate frequency arranged in the transmission path of the input signal between a first mixer, transposing upwards, and a second mixer, transposing towards bottom, as described in French patent application nO EN 80124 970 filed on November 25, 1980, in the name of the present applicant.

Dans une tête HF universelle de télévision de ce type qui est destinée à une très grande diffusion, les circuits hyperfréquence sont, de préférence, réalisés au moyen de bandes conductrices recouvrant l'une des faces d'une plaque diélectrique dont l'autre face est éventuellement entièrement rev8tue d'une couche conductrice constituant le plan de masse des lignes de transmission asymétriques ainsi obtenues, en vue d'en réduire au minimum le prix de revient par la réduction notable du nombre des composants discrets.Des lignes de transmission asymétriques de ce type, appelées "microbandes" (oui "microstrip" en anglais), avantageusement réalisées par la technologie classique des circuits imprimés, ont été décrits, par exemple, au chapitre 9 allant de la page 407 à la page 430 (avec une bibliographie détaillée aux pages 430 à 434) de l'ouvrage britannique de HARVEY intitulé "MICROWAVE ENGINEERING", publié par
ACADEMIC PRESS en 1964, dans le second ouvrage précité de
YOUNG et dans l'ouvrage américain de GUPTA et SINGH intitulé "MICROWAVE INTEGRATED CIRCUITS", publié par HALSTED
PRESS (JOHN WILEY d: SONS) en 1974.In a universal HF television head of this type which is intended for very wide distribution, the microwave circuits are preferably produced by means of conductive strips covering one side of a dielectric plate, the other side of which is optionally entirely coated with a conductive layer constituting the ground plane of the asymmetrical transmission lines thus obtained, with a view to reducing the cost price to a minimum by the notable reduction in the number of discrete components. type, called "microstrips" (yes "microstrip" in English), advantageously produced by the conventional technology of printed circuits, have been described, for example, in chapter 9 going from page 407 to page 430 (with a detailed bibliography to pages 430-434) of HARVEY's British book "MICROWAVE ENGINEERING", published by
ACADEMIC PRESS in 1964, in the aforementioned second work by
YOUNG and in the American work of GUPTA and SINGH entitled "MICROWAVE INTEGRATED CIRCUITS", published by HALSTED
PRESS (JOHN WILEY d: SONS) in 1974.

Dans l'état de la technique susmentionné, l'accord de filtres utilisant des tronçons de ligne de transmission bifilaire, coaxiale ou du type symétrique à deux plaques parallèles (triplaque) disposés de manière équidistante de part et d'autre d'une bande centrale, la variation de l'accord (de la longueur électrique) des tronçons en quart d'onde ou de demi-longueur d'onde est effectuée à l'aide de court-circuits déplaçables le long de la ligne ou de capacités variables réunissant une extrémité de la ligne à la masse. Dans l'un des exemples de réalisation décrit dans l'ouvrage de MATTAEI et al. In the aforementioned state of the art, the tuning of filters using sections of two-wire, coaxial or symmetrical type of transmission with two parallel plates (triplate) arranged equidistantly on either side of a central strip , the variation of the agreement (of the electrical length) of the quarter-wave or half-wavelength sections is effected by means of short-circuits which can be moved along the line or of variable capacities bringing together a end of line to ground. In one of the exemplary embodiments described in the work by MATTAEI et al.

précité, la capacité réglable dans un circuit de type "Lriplaque" a été constituée par des vis insérées dans des trous taraudées dans les plaques conductrices extérieures d'un filtre à tronçons de ligne symétrique. Le rapprochement de l'extrémité intérieure des vis des bandes centrales a pour effet d'accroStre les capacités de couplage à la masse et, par conséquent, de réduire la fréquence d'accord. De ce fait, les tronçons de ligne doivent être dimensionnés de façon à résonner au-dessus de la fréquence la plus élevée de la bande passante pour qu'un réglage de l'accord soit possible. Le déplacement de la vis affecte ici également le taux d'ondes stationnaires qui devrait être aussi proche de l'unité que possible.aforementioned, the capacity adjustable in a "Lriplaque" type circuit was constituted by screws inserted in tapped holes in the outer conductive plates of a filter with symmetrical line sections. The approximation of the inner end of the screws of the central strips has the effect of increasing the coupling capacities to ground and, consequently, of reducing the tuning frequency. Therefore, the line sections must be dimensioned so as to resonate above the highest frequency of the bandwidth so that tuning is possible. The movement of the screw here also affects the standing wave rate which should be as close to unity as possible.

La présente invention propose un nouveau dispositif pour accorder une ligne de transmission asymétrique permettant, d'une part, d'obtenir une meilleure précision du fait de la possiblité du choix de la sensibilité (rapport des variations de la fréquence résonance et du déplacement mécanique de l'élément d'accord,
F/ D) et, d'autre part, de choisir la dimension (longueur électrique) de la ligne plus grande que celle nécessaire à sa résonance à la limite inférieure de la bande passante.The present invention proposes a new device for tuning an asymmetrical transmission line making it possible, on the one hand, to obtain better precision due to the possibility of choosing the sensitivity (ratio of the variations in the resonant frequency and the mechanical displacement of the chord element,
F / D) and, on the other hand, to choose the dimension (electrical length) of the line larger than that necessary for its resonance at the lower limit of the passband.

Suivant l1invention, un dispositif de réglage de l'accord d'une ligne de transmission de type asymétrique, réalisée 8 I'aide d'une bande conductrice recouvrant l'une des faces un substrat diélectrique en forme de plaque et comprenant un tronçon rectiligne, est principalement caractérisé en ce que la ligne comporte un tronçon semi-annulaire formant une demi-boucle et réunissant ensemble deux parties du tronçon rectiligne, et en ce que le dispositif de réglage comporte un mandrin isolant cylindrique creux inséré dans un trou circulaire traversant la plaque et concentrique avec les contours latéraux du tronçon semi-annulaire, muni sur sa paroi intérieure d'un filetage et une vis en matériau conducteur amagnétique, déplaçable à l'intérieur de ce filetage parallèlement de l'axe du mandrin, qui est normal à la surface de la plaque diélectrique, en vue de modifier la fréquence de résonance en fonction de la distance entre la vis et la bande conductrice, par la variation de l'impédance caractéristique de la ligne à laquelle la vis est couplée. According to the invention, a device for adjusting the tuning of an asymmetrical type transmission line, produced using a conductive strip covering one of the faces a dielectric substrate in the form of a plate and comprising a rectilinear section, is mainly characterized in that the line comprises a semi-annular section forming a half-loop and joining together two parts of the rectilinear section, and in that the adjustment device comprises a hollow cylindrical insulating mandrel inserted in a circular hole passing through the plate and concentric with the lateral contours of the semi-annular section, provided on its inner wall with a thread and a screw in non-magnetic conductive material, movable inside this thread parallel to the axis of the mandrel, which is normal to the surface of the dielectric plate, with a view to modifying the resonant frequency as a function of the distance between the screw and the conductive strip, by varying the characteristic impedance the line to which the screw is coupled.

L'invention sera mieux comprise et d'autres de ses caractéristiques et avantages apparaîtront de la description qui suit et des dessins annexés s'y rapportant, donnés à titre d'exemple non-limitatif, sur lesquels:
- la figure 1 est une vue en plan d'un filtre passe-bande comprenant plusieurs éléments résonnants respectivement munis de dispositifs de réglage de leur accord, suivant l'invention; et
- la figure 2 est une coupe en élévation selon AA d'une partie du circuit imprimé dont est réalisé le filtre de la figure 1 (représenté avec agrandissement), montrant en particulier le dispositif de réglage de l'accord suivant l'invention.The invention will be better understood and other of its characteristics and advantages will appear from the following description and the attached drawings relating thereto, given by way of non-limiting example, in which:
- Figure 1 is a plan view of a bandpass filter comprising several resonant elements respectively provided with tuning devices according to the invention; and
- Figure 2 is a sectional elevation along AA of a portion of the printed circuit which is made the filter of Figure 1 (shown with enlargement), showing in particular the tuning adjustment device according to the invention.

Sur la vue en plan de la figure 1, on a représenté un filtre comprenant 10 trois éléments résonnants en cascade respectivement constitués par trois lignes de quart d'onde 1, 2 et 3 comprenant chacune deux tronçons de bande conductrice rectilignes 11-12 > 2122, 31-32 respectivement situés de part et d'autre d'un - tronçon central semi-annulaire (en demi-anneau) 13, 23 et 33 disposé sensiblement au milieu de ces éléments 1, 2 et 3. Les premiers tronçons rectilignes 11, 21 et 31 sont respectivement reliés par l'une de leurs extrémités à une bande conductrice de masse 4 étendue, séparant le filtre 10 des autres éléments du circuit imprimé en nmicrobande" (non représentés) réalisés sur la même face 5 du substrat diélectrique 6 (isolant) que celui-ci. In the plan view of FIG. 1, a filter is represented comprising 10 three resonant elements in cascade respectively constituted by three quarter-wave lines 1, 2 and 3 each comprising two sections of rectilinear conductive strip 11-12> 2122 , 31-32 respectively located on either side of a - semi-annular central section (in a half-ring) 13, 23 and 33 disposed substantially in the middle of these elements 1, 2 and 3. The first rectilinear sections 11 , 21 and 31 are respectively connected by one of their ends to a conductive strip of mass 4 extended, separating the filter 10 from the other elements of the printed circuit in nmicroband "(not shown) produced on the same face 5 of the dielectric substrate 6 (insulating) than this one.

Lorsque le filtre 10 est réalisé en circuit imprimé "double face", c'est-à-dire lorsque l'autre face 7 (figure 2) du substrat 6 est entièrement ou en grande partie revêtue d'une couche métallique 8 (figure 2) constituant le plan de masse du système de lignes asymétriques, ces extrémités respectives des premiers tronçons rectilignes 11, 21 et 31 sont reliées à cette couche 8 à l'aide de premières broches métalliques 9 traversant le substrat diélectrique de part en part et dont les extrémités qui en émergent des deux côtés, sont respectivement soudées à la bande de masse 4 et à la couche 8. Ces premières broches 9 sont respectivement disposées à proximité des jonctions de la bande de masse 4 avec les premiers tronçons rectilignes 11, 21 et 31. When the filter 10 is produced in a “double-sided” printed circuit, that is to say when the other face 7 (FIG. 2) of the substrate 6 is entirely or largely coated with a metallic layer 8 (FIG. 2 ) constituting the ground plane of the asymmetrical line system, these respective ends of the first rectilinear sections 11, 21 and 31 are connected to this layer 8 by means of first metal pins 9 passing right through the dielectric substrate and whose ends which emerge from it on both sides, are respectively welded to the ground strip 4 and to the layer 8. These first pins 9 are respectively arranged near the junctions of the ground strip 4 with the first rectilinear sections 11, 21 and 31 .

L'extrémité opposée des seconds tronçons rectilignes 12, 22 et 32 se fourche, ctest-à-dire se sépare en deux ou plusieures branches ou dents d'une fourche ou d'un peigne qui sont imbriquées avec celles d'un autre peigne (ou fourche), reliées à la partie opposée de la bande de masse 4, afin de respectivement former des capacités 14, 24 et 34 de couplage de ces extrémités à la masse 4. The opposite end of the second straight sections 12, 22 and 32 is forked, that is to say separates into two or more branches or teeth of a fork or a comb which are nested with those of another comb ( or fork), connected to the opposite part of the ground strip 4, in order to respectively form capacities 14, 24 and 34 for coupling these ends to ground 4.

Les éléments résonnants 1, 2 et 2 du filtre 10 sont électriquement séparés ici l'un de l'autre au moyen de deux languettes conductrices 41-42, 43-44, parallèles aux tronçons rectilignes des éléments 1, 2 et 3, dont les unes 41 et 43 et les autres 42 et; 44 sont respectivement reliées aux deux parties opposées de la bande de masse 4, longeant le filtre 10. The resonant elements 1, 2 and 2 of the filter 10 are electrically separated here from each other by means of two conductive tongues 41-42, 43-44, parallel to the straight sections of elements 1, 2 and 3, the some 41 and 43 and the others 42 and; 44 are respectively connected to the two opposite parts of the ground strip 4, running along the filter 10.

Ces jeux de languettes de masse 41 à 44 sont respectivement disposés sensiblement à mi-distance des tronçons rectilignes respectives des éléments résonant 1, 2 et 3 qu'ils séparent. Les languettes de masse 41 et 43 qui sont les plus longues, sont, de préférence, reliées à la couche 8 par de secondes broches 40. These sets of mass tabs 41 to 44 are respectively arranged substantially halfway between the respective rectilinear sections of the resonant elements 1, 2 and 3 which they separate. The ground tongues 41 and 43 which are the longest, are preferably connected to the layer 8 by second pins 40.

Le couplage entre les éléments résonnants 1, 2 et 3 est respectivement effectué ici à l'aide de deux boucles rectangulaires fermées 51 et 52 comportant chacune deux branches parallèles aux premiers tronçons rectilignes 11, 21 et 31 et respectivement situées sensiblement à mi-distance entre ceux-ci et Jes secondes languettes de masse 42 et 44. Une extrémité de chacune de ces branches parallèles est reliée à la bande de masse et les autres extrémités des deux branches parallèles de chacune des boucles 51 et 52 sont respectivement réunies ensemble à l'aide de branches transversales passant respectivement entre les extrémités libres adjacentes des paires de languettes de masse 4142 et 43-44. The coupling between the resonant elements 1, 2 and 3 is respectively carried out here using two closed rectangular loops 51 and 52 each having two branches parallel to the first rectilinear sections 11, 21 and 31 and respectively located substantially midway between these and the second ground tongues 42 and 44. One end of each of these parallel branches is connected to the ground band and the other ends of the two parallel branches of each of the loops 51 and 52 are respectively joined together at the using transverse branches passing respectively between the adjacent free ends of the pairs of tongues of mass 4142 and 43-44.

Il est à remarquer ici que le coefficient de couplage mutuel entre les éléments résonnants 1 et 2 et 2 et 3 est fonction de la longueur des branches parallèles respectives des boucles de couplage 51 et 52 ainsi que des distances qui les séparent des premiers tronçons rectilignes 11, 21, 31). It should be noted here that the mutual coupling coefficient between the resonant elements 1 and 2 and 2 and 3 is a function of the length of the respective parallel branches of the coupling loops 51 and 52 as well as of the distances which separate them from the first rectilinear sections 11 , 21, 31).

Les deux parties opposées de la bande de masse 4 longeant le filtre 10 sont réunies ensemble à l'aide de deux bandes perpendiculaires 45 et 46 (qui sont parallèles aux tronçons rectilignes des éléments 1, 2, 3 et aux languettes 41 à 44) de grande largeur (c'està-dire de faible impédance caractéristique, respectivement situées en amont de l'entrée 15 et en aval de la sortie 35 du filtre 10. The two opposite parts of the ground strip 4 running along the filter 10 are joined together using two perpendicular strips 45 and 46 (which are parallel to the straight sections of the elements 1, 2, 3 and to the tongues 41 to 44) of large width (that is to say of low characteristic impedance, respectively located upstream of the inlet 15 and downstream of the outlet 35 of the filter 10.

L'entrée 15 du filtre 10 est constituée par une languette perpendiculaire et reliée par l'une de ses extrémités au premier tronçon rectiligne 11. La distance qui sépare la languette d'entrée 15 de la partie reliée au premier tronçon 11 de la bande de masse 4 est choisie de façon à adapter l'impédance du premier élément résonnant 1à celle de sortie du circuit qui l'alimente. La sortie 35 est constituée de manière analogue à entrée avec une adaptation semblable de l'impédance du troisième élément 3 à celle d'entrée du circuit que cette sortie 35 alimente.Les bandes des masse d'entrée 45 et de sortie 46 sont reliées à l'aide de troisièmes broches 50 à la couche conductrice 8 et comprennent des rétrécissements 47 et 48 aux endroits respectifs des extrémités libres de languettes d'entrée 15 et de sortie 35 qui permettent de réduire la longueur des conducteurs de liaison des condensateurs de couplage 16 et 36 au minimum. The inlet 15 of the filter 10 is constituted by a perpendicular tongue and connected by one of its ends to the first straight section 11. The distance which separates the inlet tongue 15 from the part connected to the first section 11 of the strip of mass 4 is chosen so as to adapt the impedance of the first resonant element 1 to that of the output of the circuit which supplies it. The output 35 is constituted analogously to the input with a similar adaptation of the impedance of the third element 3 to that of the input of the circuit that this output 35 supplies. The bands of the input 45 and output 46 masses are connected to using third pins 50 to the conductive layer 8 and include narrowing 47 and 48 at the respective locations of the free ends of input tabs 15 and output 35 which reduce the length of the connecting conductors of the coupling capacitors 16 and at least 36.

Suivant l'invention, les dispositifs de réglage de la fréquence d'accord 17, 27 et 37 respectifs des éléments résonnants 1, 2 et 3 comprennent chacun un mandrin cylindrique isolant 60 en un matériau diélectrique à faibles pertes (polytétrafluoroéthylène, résine époxyde ou à base de silicones, par exemple), qui est représenté de manière plus détaillée sur la figure 2.Le substrat isolant; 6 ainsi que la couche conductrice 8 est transpercé de part en part par un trou 61 dont le diamètre est égal, d'une part, au diamètre extérieur du mandrin 60 et, d'autre part, au double du rayon de courbure intérieur des tronçons semi-circulaires 13, 23 et 33 respectifs des éléments résonnants 1, 2 et 2. Le mandrin 60 est muni sur son extrémité inférieure d'un épaulement (ou flange) 62 qui permeL son positionnement et sa fixation par collage sur la surface de la couche 8. La paroi intérieure 63 est taraudée de façon à permettre l'insertion d'une vis 64 (sans tête) en un matériau conducteur électrique, de préférence amagnétique, tel que l'aluminium, le cuivre ou l'argent (ou éventuellement en cuivre plaqué argent, or ou platine). According to the invention, the devices for adjusting the tuning frequency 17, 27 and 37 respectively of the resonant elements 1, 2 and 3 each comprise a cylindrical insulating mandrel 60 made of a dielectric material with low losses (polytetrafluoroethylene, epoxy resin or silicone base, for example), which is shown in more detail in Figure 2.The insulating substrate; 6 as well as the conductive layer 8 is pierced right through by a hole 61 whose diameter is equal, on the one hand, to the external diameter of the mandrel 60 and, on the other hand, to twice the internal radius of curvature of the sections semi-circular 13, 23 and 33 respectively of the resonant elements 1, 2 and 2. The mandrel 60 is provided on its lower end with a shoulder (or flange) 62 which allows its positioning and its fixing by gluing on the surface of the layer 8. The inner wall 63 is tapped so as to allow the insertion of a screw 64 (without head) in an electrically conductive material, preferably non-magnetic, such as aluminum, copper or silver (or possibly in silver, gold or platinum plated copper).

L'axe 65 du mandrin 60 est monté normalement à la plaque diélectrique 6 et coaxialement avec les tronçons semi-annulaires 13, 23 et 33 de telle sorte qu'il s'établit un couplage entre ces derniers et la vis 64 qui a pour effet de modifier l'impédance caractéristique de l'élément résonnant 1,5 2 en fonction de la distance relative entre eux. The axis 65 of the mandrel 60 is mounted normally to the dielectric plate 6 and coaxially with the semi-annular sections 13, 23 and 33 so that there is a coupling between the latter and the screw 64 which has the effect to modify the characteristic impedance of the resonant element 1.5 2 as a function of the relative distance between them.

Plus précisément, lorsque la distance entre le plan médian des tronçons semi-annulaires 13, 23 et 33 et le plan transversal médian (à mi-hauteur) de la vis 64 associée diminue, la fréquence de résonance de l'élément résonnant 1, 2, 2 augmente jusqu'à la coincidence des deux plans précités. La longueur de la vis 64 peut être choisie, par exemple, comparable à l'épaisseur du diélectrique et la hauteur de la partie du mandrin 60 qui dépasse le plan tangent supérieur des bandes conductrices constituant respectivement les éléments résonnants 1, 2 et 3, est choisie supérieure à la longueur (hauteur ou dimension axiale) de la vis 64 de réglage de la fréquence, de façon à permettre l'éloignement (découplage) de cette dernière des tronçons semi-annulaires 13, 23 et 33 formant des demi-boucles autour d'elle. More precisely, when the distance between the median plane of the semi-annular sections 13, 23 and 33 and the median transverse plane (halfway up) of the associated screw 64 decreases, the resonance frequency of the resonant element 1, 2 , 2 increases until the two aforementioned planes coincide. The length of the screw 64 can be chosen, for example, comparable to the thickness of the dielectric and the height of the part of the mandrel 60 which exceeds the upper tangent plane of the conductive strips constituting respectively the resonant elements 1, 2 and 3, is chosen greater than the length (height or axial dimension) of the screw 64 for adjusting the frequency, so as to allow the distance (decoupling) of the latter from the semi-annular sections 13, 23 and 33 forming half-loops around from her.

La dimension longitudinale des éléments résonnants 1,2 2et 3 mesurée dans l'axe des tronçons rectilignes (N1 et N2, où N = 1, 2 et 3) formés chacun par les trois tronçons (N1, N2, N3) reliées ensemble, est choisie en tenant compte de la capacité du condensateur en peigne imbriqué, pour résonner à une fréquence située au moins légèrement au-dessous de la fréquence limite inférieure (à
3 dB), de la bande passante désirée, lorsque la vis de réglage 64 a été retirée du mandrin 60.The longitudinal dimension of the resonant elements 1,2 2 and 3 measured in the axis of the straight sections (N1 and N2, where N = 1, 2 and 3) each formed by the three sections (N1, N2, N3) connected together, is chosen taking into account the capacitance of the nested comb capacitor, to resonate at a frequency located at least slightly below the lower limit frequency (at
3 dB), of the desired bandwidth, when the adjustment screw 64 has been removed from the mandrel 60.

Le pas de vis du filetage de la vis 64 et du mandrin 60 permet de déterminer le nombre de tours nécessaire à un déplacement axial Dprédéterminé. Il doit être choisi en fonction de la sensibilité du réglage de la fréquence,a F/ n D désirée, qui est le rapport d'un décalageF prédéterminé de la fréquence F au déplacement axial ss D qui est nécessaire pour l'obtenir. Cette sensibilités FID D n'est pas constante sur toute la hauteur du mandrin 60 mais elle ne varie pas notablement pour un décalage de plus ou moins 5 pour cent de part et d'autre d'une fréquence centrale choisie. The thread pitch of the thread of the screw 64 and of the mandrel 60 makes it possible to determine the number of turns necessary for an axial displacement D predetermined. It must be chosen according to the sensitivity of the desired frequency setting, a F / n D, which is the ratio of a predetermined offset F of the frequency F to the axial displacement ss D which is necessary to obtain it. This sensitivity FID D is not constant over the entire height of the mandrel 60 but it does not vary significantly for an offset of plus or minus 5 percent on either side of a chosen central frequency.

Par ailleurs, cette sensibilité tFX aD est principalement fonction du rapport entre la surface de la section (transverse) de la vis 64, c'est-à-dire entre le carré de son diamètre moyen, et la surface des tronçons en demi-anneau 13, 23 ou 33. L'épaisseur de la paroi du mandrin 60, c'est-à-dire la distance radiale entre la circonférence de la vis 64 et le contour intérieur de ces tronçons 13, 23 et 33 intervient également. Furthermore, this sensitivity tFX aD is mainly a function of the ratio between the surface of the (transverse) section of the screw 64, that is to say between the square of its mean diameter, and the surface of the half-ring sections 13, 23 or 33. The thickness of the wall of the mandrel 60, that is to say the radial distance between the circumference of the screw 64 and the internal contour of these sections 13, 23 and 33 also comes into play.

Plus précisément pour une épaisseur de la paroi du mandrin 60 donnée, la sensibilité augmente avec l'augmentation du diamètre de la vis 64 ou avec la diminution de la largeur de la bande conductrice formant le tronçon semi-annulaire N3 (N = 1, 2, 3). More precisely for a given thickness of the wall of the mandrel 60, the sensitivity increases with the increase in the diameter of the screw 64 or with the decrease in the width of the conductive strip forming the semi-annular section N3 (N = 1, 2 , 3).

Tous ces paramètres qui influent l'un sur l'autre sont choisis de manière à permettre une variation suffisante de la fréquence de résonance des eléments pour permettre des réglages de plus ou moins 10 pour cent autour d'une fréquence centrale choisie, par exemple, de 1, 2 GHz. All these parameters which influence one another are chosen so as to allow a sufficient variation in the resonant frequency of the elements to allow adjustments of plus or minus 10 percent around a chosen central frequency, for example, 1.2 GHz.

L'expérience a montré que l'on obtient ainsi avec un filtre à quatre éléments résonnants une bande passante de 8 MHz à - 3 dB avec une atténuation de - 60 dB pour des écarts de fréquences de 15 MHz de part et d'autre de la fréquence centrale. Experience has shown that with a resonant four-element filter, a bandwidth of 8 MHz at -3 dB is obtained with an attenuation of -60 dB for frequency deviations of 15 MHz on either side of the center frequency.

Le dispositif de réglage de la fréquence du filtre suivant l'invention, s'adapte très bien à un banc de réglage automatique comprenant un ou plusieurs moteurs entraînant des te tes de tournevis qui s'insérent dans les fentes 65 des vis 64, le ou les moteurs étant entraînés par un dispositif d'asservissement qui les alimentent et qui comporte à l'entrée un dispositif de comparaison d'une courbe (caractéristique) amplitude-fréquence d'étalonnage mémorisée, par exemple. The filter frequency adjustment device according to the invention adapts very well to an automatic adjustment bench comprising one or more motors driving the screwdriver heads which fit into the slots 65 of the screws 64, the or the motors being driven by a servo device which feeds them and which comprises at the input a device for comparing a memorized amplitude-frequency calibration curve (characteristic), for example.

II est à remarquer ici qu'un filtre de bande hyperfréquence équipé de lignes résonnantes respectivement munies de dispositifs de réglage suivant l'invention, peut également être réalisé à l'aide d'un circuit imprimé à simple face d'où la couche conductrice 8 formant plan de masse est absente.Il est également à remarquer que tout autre agencement connu de filtre à éléments résonnants de quarts d'onde (/4), ou de demi-longueurs d'onde (A /2), respectivement utilisables comme des circuits équivalents à des circuits LC parallèle ou série, couplés entre eux au moyen de tout autre système de couplage (capacitif ou inductif ou autre) connu, tel que, par exemple, des éléments résonnants disposés en parallèle à des distances prédéterminées et sans languettes de masse qui les sépareraient, soit dans le même sens ou alternativement en sens inverse par rapport aux bandes de masse 4 qui les délimitent, permettent l'utilisation du dispositif de réglage de fréquence suivant l'invention. It should be noted here that a microwave band filter equipped with resonant lines respectively provided with adjustment devices according to the invention, can also be produced using a single-sided printed circuit from which the conductive layer 8 forming a ground plane is absent. It should also be noted that any other known arrangement of filter with resonant elements of quarter-waves (/ 4), or half-wavelengths (A / 2), respectively usable as circuits equivalent to parallel or series LC circuits, coupled together by any other known coupling system (capacitive or inductive or other), such as, for example, resonant elements arranged in parallel at predetermined distances and without tabs of mass which would separate them, either in the same direction or alternately in opposite direction with respect to the mass bands 4 which delimit them, allow the use of the frequency adjustment device according to the invention.

Il est à noter, en outre, qu'en disposant des plaques conductrices normalement aux languettes et ou aux bandes de masse, comme représenté en coupe sur la figure 2, pour former des écrans de blindage 49 permettant une meilleure séparation des éléments résonnants entre eux, ainsi que par rapport aux sources de rayonnement électromagnétique environnantes (oscillateurs locaux et amplificateurs, par exemple). La hauteur de l'écran 49 est choisi au moins égale à celle du mandrin 60 dépassant la face supérieure 5 de la plaque 6 et il comporte une ouverture découpée à l'endroit du passage de la branche transversale de couplages 51, 52. It should be noted, moreover, that by having conductive plates normally at the tabs and or at the ground strips, as shown in section in FIG. 2, to form shielding screens 49 allowing better separation of the resonant elements from each other. , as well as in relation to the surrounding sources of electromagnetic radiation (local oscillators and amplifiers, for example). The height of the screen 49 is chosen to be at least equal to that of the mandrel 60 projecting from the upper face 5 of the plate 6 and it has an opening cut out at the location of the passage of the transverse branch of couplings 51, 52.

Claims

1. Device for adjusting the tuning of an asymmetrical type transmission line, produced using a conductive strip covering one of the faces (5) of a plate-shaped dielectric substrate (6) and comprising a straight section (11-12, 21-22, 31-32), characterized in that the line comprises a semi-annular section (13, 23, 33) forming a half-loop and joining together two parts (11 -12, 21-22, 31-32) of the straight section, and in that the adjustment device comprises a hollow cylindrical insulating mandrel (60) inserted in a circular hole (61) passing through the plate (6) and concentric with the lateral contours of the semi-annular section (13, 23, 33), provided on its inner wall with a thread (63) and ;; a screw (64) of non-magnetic conductive material, movable inside this thread parallel to the axis of the mandrel (60), which is normal to the surface (5) of the dielectric plate (6), in order to modify the resonant frequency as a function of the distance between the screw (64) and the conductive strip by the variation of the characteristic impedance of the line (11, 12, 13) to which the screw (64) is coupled.

2. Device according to claim 1, characterized in that the outside diameters of the mandrel (60) and inside of the hole (61) are both substantially equal to twice the radius of curvature of the inside contour of the semi-annular section (13, 23, 33).

3. Device according to one of claims 1 and 2, characterized in that the height of the mandrel (60) is greater than that of the screw (64), when the latter is of the "headless" type.

4. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the screw (64) is made of non-magnetic conductive metal, such as aluminum or copper.

5. Resonant transmission line of the type produced using a single-sided printed circuit whose dielectric substrate (6) is covered with metal strips on one side (5), characterized in that it comprises a device for adjustment of its resonant frequency according to any one of the preceding claims.

6. Resonant transmission line of the asymmetrical type produced using a dielectric substrate (6) of which one (5) of faces is partially covered with conductive strips and of which the other face (7) is substantially entirely covered with a conductive layer (8) forming a ground plane, characterized in that it comprises a device for adjusting its resonant frequency according to any one of claims 1 to 4.

7. Microwave band filter of the type produced by means of several resonant, parallel and coupled transmission lines, characterized in that each of the transmission lines (1,, 3) which compose it, comprises a device for adjusting its resonance frequency according to one of claims 1 to 4.

8. A bandpass type microwave band filter according to claim 7, of the type in which the length of the transmission lines which it comprises is substantially equal to a quarter wave, characterized in that one of the ends of each of the lines being directly connected to a conductive ground strip (4) which surrounds it and the other end being coupled to this ground strip (4) using a fixed capacitor.

9. Bandpass filter according to claim 8, characterized in that the fixed capacity (Z? 24, 3ri) is produced using two nested comb-shaped electrodes, one of which is at the end of each line and the the other is constituted by tabs coming out of the mass strip (4).