FR2652203A1

FR2652203A1 - UHF filter in waveguide, with flaps

Info

Publication number: FR2652203A1
Application number: FR8912408A
Authority: FR
Inventors: Sauvage Marc; Champion Philippe
Original assignee: Alcatel Transmission par Faisceaux Hertziens SA
Current assignee: Alcatel Transmission par Faisceaux Hertziens SA
Priority date: 1989-09-21
Filing date: 1989-09-21
Publication date: 1991-03-22
Anticipated expiration: 2009-09-21
Also published as: FR2652203B1

Abstract

The invention relates to a UHF filter in waveguide, with flaps (11) in which these flaps (11) are leaves inserted into slots produced perpendicularly to the direction of propagation ( DELTA ) of the waveguide in order to delimit various resonant cavities, the coupling of which is defined by the degree of penetration of the flaps, and of setting screws (12) inserted into the cavities so as to set the central frequency of the filter; the said filter comprising means for attenuating parasitic responses close to the useful band. Application especially to the field of radio beams.

Description

L'invention se rapporte à un filtre hyperfréquence en guide d'ondes, à "volets", c'est-à-dire comportant des cavités résonnant en
A g/2 couplées entre elles par des "volets".The invention relates to a microwave filter in waveguide, "flaps", that is to say comprising cavities resonating in
A g / 2 coupled together by "flaps".

Dans les faisceaux hertziens notamment, on a, en effet, besoin de filtres de branchement pour sélectionner les différents canaux dans une bande donnée (par exemple de 11,5 GHz à 13,5 GHz). On peut, alors utiliser des filtres à volets : Ces filtres sont réalisés dans un guide d'onde, où sont introduits des volets, qui sont des parois amovibles, pour déterminer les différentes cavités ; le couplage entre cavités étant réalisé au moyen de ces volets, comme décrit dans l'article intitulé "Waveguides filters for mm Wavelengths" de John Bratherton paru dans "Microwave Journal" (Juillet 1982). In particular in radio-relay systems, there is indeed a need for connection filters to select the different channels in a given band (for example from 11.5 GHz to 13.5 GHz). It is then possible to use flap filters: These filters are produced in a waveguide, into which flaps are introduced, which are removable walls, to determine the different cavities; the coupling between cavities being carried out by means of these flaps, as described in the article entitled "Waveguides filters for mm Wavelengths" by John Bratherton published in "Microwave Journal" (July 1982).

La conception de filtre à volets est connue, le principal avantage d'un tel filtre étant sa simplicité mécanique, ce qui réduit les coûts de fabrication. Mais de manière très désavantageuse un tel filtre a des réponses parasites relativement proches de la bande utile. The design of a flap filter is known, the main advantage of such a filter being its mechanical simplicity, which reduces manufacturing costs. But very disadvantageously such a filter has parasitic responses relatively close to the useful band.

L'objet de l'invention est d'atténuer fortement ces réponses parasites. The object of the invention is to greatly attenuate these parasitic responses.

L'invention propose, à cet effet, un filtre hyperfréquence en guide d'onde, à volets dans lequel ces volets sont des lamelles introduites dans des fentes réalisées perpendiculairement à la direction de propagation du guide d'onde pour délimiter différentes cavités résonnantes, caractérisé en ce qutil comprend des moyens d'atténuation de réponses parasites proches de la bande utile. The invention proposes, for this purpose, a waveguide microwave filter, with flaps in which these flaps are lamellae introduced into slits made perpendicular to the direction of propagation of the waveguide to delimit different resonant cavities, characterized in that it comprises means for attenuating parasitic responses close to the useful band.

Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés sur lesquels
- les figures 1, 2 et 3 illustrent une réalisation d'un filtre à volet de l'art connu et plusieurs courbes de réponse
- les figures 4 et 5 illustrent une première réalisation du filtre de l'invention et une courbe de réponse
- la figure 6 illustre une variante de la première réalisation de la figure 4
- les figures 7, 8 et 9 illustrent une seconde réalisation du filtre de l'invention et plusieurs courbes de réponse. The characteristics and advantages of the invention will emerge from the description which follows, by way of nonlimiting example, with reference to the appended drawings in which
- Figures 1, 2 and 3 illustrate an embodiment of a shutter filter of the known art and several response curves
- Figures 4 and 5 illustrate a first embodiment of the filter of the invention and a response curve
- Figure 6 illustrates a variant of the first embodiment of Figure 4
- Figures 7, 8 and 9 illustrate a second embodiment of the filter of the invention and several response curves.

La figure 1 représente un filtre à volet de l'art connu. Dans un guide d'ondes 10 sont réalisées des fentes dans lesquelles sont insérés des "volets" 11. La longueur de guide entre deux volets forme une cavité résonnante, et l'enfoncement du volet dans le guide d'ondes détermine le couplage entre cavités, et donc la bande passante du filtre. Des vis de réglage 12 sont introduites dans les cavités afin de régler la fréquence centrale du filtre. De même, en introduisant des vis 13 dans l'ouverture du volet on règle le couplage, donc la bande passante. FIG. 1 represents a shutter filter of the known art. In a waveguide 10, slots are made in which "flaps" are inserted. The length of guide between two flaps forms a resonant cavity, and the insertion of the flap in the waveguide determines the coupling between cavities. , and therefore the bandwidth of the filter. Adjustment screws 12 are introduced into the cavities in order to adjust the central frequency of the filter. Similarly, by introducing screws 13 into the opening of the shutter, the coupling is adjusted, therefore the bandwidth.

Les figures 2 et 3 illustrent la réponse amplitude-fréquence obtenue avec ce type de filtre (dans la bande 11,5 - 12,5 GHz) ; soient la puissance transmise Pt et la puissance réfléchie Pr en fonction de la fréquence. Dans cet exemple, on utilise un filtre centré à F = 13,10
c
GHz. Un accès est en guide, l'autre est en coaxial. Ce filtre est un filtre TCHEBITCHEFF, ayant 5 pales, 0,01 dB d'ondulation et une bande équi-ondulation d'environ 250 MHz.Figures 2 and 3 illustrate the amplitude-frequency response obtained with this type of filter (in the band 11.5 - 12.5 GHz); let be the transmitted power Pt and the reflected power Pr as a function of the frequency. In this example, we use a filter centered at F = 13.10
vs
GHz. One access is a guide, the other is coaxial. This filter is a TCHEBITCHEFF filter, having 5 blades, 0.01 dB of ripple and an equi-ripple band of approximately 250 MHz.

Le principal inconvénient d'un tel filtre est dû aux réponses parasites relativement proches de la bande utile. On voit sur la figure 3 que des réponses parasites apparaissent entre 15,5 0Hz et 16,2 0Hz pour un filtre réglé à F = 13,10 GHz. En effet en regardant le filtre
c représenté figure 1 on comprend que des modes supérieurs (par exemple TM 21 ou TM 11), créés par des discontinuités, peuvent se propager aisément dans l'ouverture des volets.The main drawback of such a filter is due to the parasitic responses relatively close to the useful band. We see in Figure 3 that spurious responses appear between 15.5 0Hz and 16.2 0Hz for a filter set to F = 13.10 GHz. Indeed by looking at the filter
c shown in Figure 1 it is understood that higher modes (for example TM 21 or TM 11), created by discontinuities, can easily propagate in the opening of the shutters.

L'invention permet d'atténuer ces réponses parasites. The invention makes it possible to attenuate these parasitic responses.

L'invention consiste à modifier un ou plusieurs volets 15 en leur donnant une forme complexe telle que représentée par exemple en figure 4. On complique la forme du volet 15 (qui reste néanmoins facilement réalisable avec un outillage adéquat emporte pièce, par exemple) en gardant la meme structure simple du guide : insertion des volets dans les fentes. Les volets 15, comme le guide 10 sont argentés, ce qui facilite la brasure. La technique de surfusion peut aussi être utilisée. The invention consists in modifying one or more flaps 15 by giving them a complex shape as shown for example in FIG. 4. The shape of the flap 15 (which nevertheless remains easily achievable with suitable die-cutting tools, for example) is complicated by keeping the same simple structure of the guide: insertion of the flaps into the slots. The flaps 15, like the guide 10 are silver, which facilitates the soldering. The supercooling technique can also be used.

La figure 5 illustre le résultat obtenu avec deux volets de ce type, placés au centre du filtre, les autres volets étant "normaux". La réponse parasite située entre 15,5 et 16,2 0Hz qui existait sur la courbe de la figure 3 est donc fortement atténuée : soit à peu près 70 dB. Au delà de 16,8 0Hz l'atténuation est d'envrion 10 dB. La transmission des modes supérieurs est court-circuitée par les volets modifiés. FIG. 5 illustrates the result obtained with two flaps of this type, placed in the center of the filter, the other flaps being "normal". The parasitic response situated between 15.5 and 16.2 Hz which existed on the curve of FIG. 3 is therefore greatly attenuated: that is to say approximately 70 dB. Above 16.8 Hz the attenuation is around 10 dB. The transmission of the higher modes is short-circuited by the modified shutters.

Une variante du volet selon l'invention est donnée à la figure 7. A variant of the shutter according to the invention is given in FIG. 7.

On retrouve ainsi un filtre à iris rectangulaire décentré dans le guide.We thus find a rectangular iris filter offset in the guide.

Une autre réalisation de l'invention consiste à garder des volets "normaux" 11 et à introduire une vis 14 dans l'axe du volet, perpendiculaire à la vis de couplage 13, située aux environs du tiers de l'ouverture du volet, comme représenté à la figure 7. Une telle vis 14 permet aussi de court-circuiter des réponses parasites, comme le volet de la figure 4. De plus, en jouant sur son enfoncement dans le guide, on peut optimiser l'atténuation des réponses parasites. La figure 8 montre le résultat amplitude-fréquence de ce type de filtre, avec deux vis 14 placées dans l'axe des deux volets centraux. On remarque que la réponse parasite située entre 15,5 et 16,2 0Hz a aussi disparu (excepté une raie parasite à environ 16 0Hz qui est atténuée de 50 dB). Another embodiment of the invention consists in keeping "normal" flaps 11 and in introducing a screw 14 in the axis of the flap, perpendicular to the coupling screw 13, located around a third of the opening of the flap, as represented in FIG. 7. Such a screw 14 also makes it possible to short-circuit parasitic responses, like the shutter of FIG. 4. In addition, by playing on its insertion in the guide, it is possible to optimize the attenuation of the parasitic responses. FIG. 8 shows the amplitude-frequency result of this type of filter, with two screws 14 placed in the axis of the two central flaps. It is noted that the parasitic response situated between 15.5 and 16.2 Hz has also disappeared (except a parasitic line at approximately 16 Hz which is attenuated by 50 dB).

Dans ces différentes réalisations de l'invention avec des volets 11 modifiés ou des vis 14, les caractéristiques électriques du filtre sont très peu modifiées. La modification des couplages due aux volets modifiés ou aux vis 14, est facilement rattrapable par les vis de réglage des couplages 13. La figure 9 illustre des courbes de réponse du filtre avec deux vis 14 de la figure 7, en pertes d'insertion et en puissance réfléchie. Ces courbes sont à comparer avec celles de la figure 2. In these various embodiments of the invention with modified flaps 11 or screws 14, the electrical characteristics of the filter are very little modified. The modification of the couplings due to the modified flaps or to the screws 14, is easily catchable by the coupling adjustment screws 13. FIG. 9 illustrates curves of response of the filter with two screws 14 of FIG. 7, in insertion losses and in reflected power. These curves are to be compared with those in Figure 2.

Il est bien entendu que la présente invention n'a été décrite et représentée qu'à titre d'exemple préférentiel et que l'on pourra remplacer ses éléments constitutifs par des éléments équivalents sans, pour autant, sortir du cadre de l'invention. It is understood that the present invention has only been described and shown as a preferred example and that its constituent elements can be replaced by equivalent elements without, however, departing from the scope of the invention.

Claims

1 / Microwave filter in waveguide, with flaps (11) in which these flaps (llj are lamellae introduced into slits made perpendicular to the direction of propagation (Q ss) of the waveguide to delimit different resonant cavities including the coupling is determined by the depression of the flaps, and of the adjustment screws (12) introduced into the cavities in order to adjust the central frequency of the filter, characterized in that it comprises means for attenuating parasitic responses close to the useful band.

2 / Filter according to claim 1, characterized in that it comprises at least one flap (15) having a complex conformation formed by the abutment of at least two elementary rectangles.

3 / Filter according to claim 1, characterized in that these means comprise at least one screw (14) disposed in the axis of a flap perpendicular to the direction of the coupling screws (13).

4 / Filter according to claim 3, characterized in that this screw (14) is arranged at one third of the height of the corresponding flap.