ITMI971853A1

ITMI971853A1 - FREQUENCY SEPARATOR

Info

Publication number: ITMI971853A1
Application number: IT97MI001853A
Authority: IT
Inventors: Uwe Rosenberg; Ulrich Zinn
Original assignee: Bosch Gmbh Robert
Priority date: 1996-08-10
Filing date: 1997-08-01
Publication date: 1999-02-01
Also published as: FR2752339A1; DE19632366A1; IT1294299B1

Description

DESCRIZIONE DESCRIPTION

Stato dell'arte State of the art

La presente invenzione concerne un separatore di frequenze, costituito da un guida d'onde collettore, in corrispondenza del quale sono accoppiati svariati filtri passa-banda sintonizzati su differenti canali di frequenza. The present invention relates to a frequency separator, consisting of a collector waveguide, in correspondence with which various band-pass filters tuned to different frequency channels are coupled.

Un tale separatore di frequenze è per esempio noto da IEEE TRANSACTIONS ON MICROWAVE THEOTY AND TECHNIQUES, marzo 1974, pagine 332 fino a 336. I singoli filtri passa-banda di questo separatore di frequenze sono accoppiati alle pareti laterali del guida d'onde collettore. Questo guida d'onde collettore è cortocircuitato ad un'estremità ed alla sua altra estremità si connette un guida d'onde di connessione costituente l'ingresso rispettivamente l'uscita del separatore di frequenze. Per realizzare una desiderata caratteristica di filtrazione del separatore di frequenze, nella sua progettazione hanno un peso assai determinante le distanze tra i singoli filtri passa-banda accoppiati al guida d'onde collettore. La progettazione di un tale separatore di frequenze è assai onerosa, dato che si è in presenza di un forte reciproco influenzamento dei filtri passa-banda. Le ubicazioni dell' accoppiamento dei filtri passa-banda sul guida d'onde collettore dipendono in misura molto forte dai preassegnati canali di frequenza. Se per esempio si decide uno spostamento di uno solo dei canali di frequenza, il separatore di frequenze deve allora essere di nuovo progettato completamente. Such a frequency separator is for example known from IEEE TRANSACTIONS ON MICROWAVE THEOTY AND TECHNIQUES, March 1974, pages 332 to 336. The individual band-pass filters of this frequency separator are coupled to the side walls of the collecting waveguide. This collector waveguide is short-circuited at one end and a connecting waveguide is connected to its other end constituting the input or output of the frequency separator. In order to achieve a desired filtering characteristic of the frequency separator, in its design the distances between the individual band-pass filters coupled to the collecting waveguide have a very decisive weight. The design of such a frequency separator is very expensive, given that there is a strong reciprocal influence of the band-pass filters. The locations of the coupling of the band pass filters on the collector waveguide are very strongly dependent on the pre-assigned frequency channels. If, for example, a shift of only one of the frequency channels is decided, the frequency separator must then be completely reconfigured.

Alla base dell'invenzione sta pertanto il compito di indicare un separatore di frequenze del genere menzionato inizialmente, nel quale sia per quanto possibile basso l'influenzamento reciproco dei filtri passa-banda, cosicché sia possibile una variazione dei canali di frequenza anche senza dover progettare completamente di nuovo il separatore di frequenze. The aim of the invention is therefore to indicate a frequency separator of the kind mentioned initially, in which the mutual influence of the band-pass filters is as low as possible, so that a variation of the frequency channels is possible even without having to design completely again the frequency separator.

Vantaggi dell'invenzione Advantages of the invention

Secondo l'invenzione, il compito viene risolto, conformemente alle caratteristiche della rivendica zione 1, per il fatto che la lunghezza del guida d'onde collettore corrisponde a n-voite (n = l, 2, 3 ...) la semi -lunghezza d'onda media dell'intera gamma ' di frequenze utili del separatore di frequenze, e per il fatto che nel passaggio dal guida d'onde collettore ad un guida d'onde di connessione è presente un dispositivo di accoppiamento. Il guida d'onde collettore agisce così come un risonatore a cavità, nel quale si forma una suddivisione del campo verticale. In seguito a ciò è possibile accoppiare sul guida d'onde collettore tutti i filtri passa-banda ad intervalli equidistanti pari a circa la semi-lunghezza d'onda dell'intera gamma di frequenze utili. I punti di accoppiamento per i filtri passa-banda non sono anche dipendenti dalla ubicazione dei canali di frequenza ed in un secondo tempo possono essere aggiunti anche altri filtri passa-banda per altri canali di frequenza. According to the invention, the object is solved, according to the characteristics of claim 1, in that the length of the collecting waveguide corresponds to n-voite (n = 1,2,3 ...) the half - average wavelength of the entire range of useful frequencies of the frequency separator, and due to the fact that a coupling device is present in the transition from the collecting waveguide to a connecting waveguide. The collector waveguide thus acts as a cavity resonator, in which a division of the vertical field is formed. As a result, it is possible to couple on the collector waveguide all the band-pass filters at equidistant intervals equal to approximately the half-wavelength of the entire range of useful frequencies. The coupling points for the band-pass filters are also not dependent on the location of the frequency channels and at a later time other band-pass filters for other frequency channels can also be added.

Secondo le rivendicazioni subordinate, il guida d'onda di connessione può essere un guida d'onda oppure un conduttore coassiale che è accoppiato o in corrispondenza di un'estremità del guida d'onde collettore oppure sul suo lato. Quale dispositivo di accoppiamento per un guida d'onde di connessione trova di preferenza impiego un diaframma capacitivo oppure induttivo. Per l'accoppiamento di un conduttore coassiale di connessione, il conduttore interno di questo può protendersi, in qualità di sonda di accoppiamento, nel guida d'onde collettore. Il guida d'onde di connessione può essere accoppiato nel guida d'onde collettore o in corrispondenza della componente longitudinale del campo magnetico dell'onda H10, oppure in corrispondenza di una componente trasversale del campo magnetico dell'onda HlO. Oltre a ciò è anche possibile un accoppiamento alla componente elettrica di campo dell'onda HlO. Al contrario, il guida d'onde di connessione, realizzato in qualità di conduttore coassiale, viene accoppiato nel guida d'onde collettore con il campo elettrico dell'onda HlO. According to the subordinate claims, the connecting waveguide can be a waveguide or a coaxial conductor which is coupled either at one end of the collecting waveguide or on its side. A capacitive or inductive diaphragm is preferably used as the coupling device for a connecting waveguide. For the coupling of a coaxial connection conductor, the inner conductor of this can extend, as a coupling probe, into the collector waveguide. The connecting waveguide can be coupled in the collector waveguide or at the longitudinal component of the magnetic field of the wave H10, or at a transverse component of the magnetic field of the wave H10. In addition to this, a coupling to the electric field component of the H10 wave is also possible. On the contrary, the connecting waveguide, realized as a coaxial conductor, is coupled in the collector waveguide with the electric field of the H10 wave.

Descrizione di esempi di realizzazione Description of examples of implementation

In relazione a svariati esempi di realizzazione rappresentati nel disegno l'invenzione viene in appresso illustrata più in dettaglio. In essi. With reference to various embodiments shown in the drawing, the invention is illustrated in more detail below. In them.

la figura 1 mostra un guida d'onde collettore con filtri passa-banda accoppiati in corrispondenza di un lato, Figure 1 shows a collector waveguide with bandpass filters coupled at one side,

la figura 2 mostra un guida d'onde collettore con filtri passa-banda accoppiati in corrispondenza di due lati contrapposti, Figure 2 shows a collector waveguide with band-pass filters coupled at two opposite sides,

la figura 3 mostra un guida d'onde collettore con un guida d'onde di connessione, accoppiato lateralmente, e con filtri passa-banda accoppiati in corrispondenza dei lati frontali, e Figure 3 shows a collector waveguide with a connecting waveguide, coupled laterally, and with bandpass filters coupled at the front sides, and

la figura 4 mostra un guida d'onde collettore con un guida d'onde di connessione accoppiato lateralmente e con svariati filtri passa-banda accoppiati in corrispondenza del lato contrapposto. Figure 4 shows a collector waveguide with a connecting waveguide coupled laterally and with several bandpass filters coupled at the opposite side.

Il separatore di frequenze rappresentato nella figura 1 è costituito da un guida d'onde collettore 1 e da svariati filtri passa-banda 2, 3 e 4, che sono accoppiati in corrispondenza di una parete laterale di questo guida d'onde collettore 1 ed i quali sono in maniera nota costituiti da uno o più risonatori a cavità accoppiati l'uno con l'altro. Il guida d'onde collettore 1 presenta ad un'estremità una parete di cortocircuito 5 e con la sua altra estremità è accoppiato, attraverso un dispositivo di accoppiamento 6, con un guida d'onde di connessione 7. Il dispositivo di accoppiamento 6 è costituito da un diaframma induttivo oppure capacitivo, oppure da svariate barre che si protendono nel guida d'onde. La lunghezza L del guida d'onde collettore 1, vale a dire la distanza tra il dispositivo di accoppiamento 6 e la parete di corto circuito 5, ammonta a n-volte (n = 1, 2, 3, ...) la semi-lunghezza d'onda media dell'intera gamma di frequenze utili del separatore di frequenze. Con questo dimensionaménto della lunghezza e con l'impiego di un dispositivo di accoppiamento in corrispondenza del passaggio al guida d'onde di connessione 7, il guida d'onde collettore agisce allo stesso modo di un risonatore a cavità, nel quale esistono onde verticali. Ciò permette di accoppiare i filtri passa-banda 2, 3, 4 al guida d'onde collettore 1 ad intervalli 1 equidistanti, pari alla semi-lunghezza d'onda media della gamma di frequenze utili oppure pari ad un multiplo intero di questa, e più precisamente lì dove si trovano nel guida d'onde collettore i massimi i del campo magnetico dell'onda H10. Per la scelta del punto di accoppiamento per i filtri passa-banda non ha lacuna importanza l'ubicazione, all’interno dell'intera gamma di frequenze utili, del canale di frequenza associato al rispettivo filtro passa-banda. Anche filtri passa-banda successivi, per altri canali di frequenza, possono pertanto essere aggiunti rispettivamente sostituiti all'interno della gamma di frequenze utili, senza che il separatore di frequenze debba essere nuovamente progettato. The frequency separator shown in Figure 1 consists of a collector waveguide 1 and several bandpass filters 2, 3 and 4, which are coupled at a side wall of this collector waveguide 1 and the which in a known manner consist of one or more cavity resonators coupled to each other. The collector waveguide 1 has a short-circuit wall 5 at one end and is coupled with its other end, through a coupling device 6, to a connecting waveguide 7. The coupling device 6 consists by an inductive or capacitive diaphragm, or by several bars that protrude into the wave guide. The length L of the collector waveguide 1, i.e. the distance between the coupling device 6 and the short-circuit wall 5, amounts to n-times (n = 1, 2, 3, ...) the half - average wavelength of the entire range of useful frequencies of the frequency separator. With this length dimensioning and with the use of a coupling device at the passage to the connecting waveguide 7, the collecting waveguide acts in the same way as a cavity resonator, in which vertical waves exist. This allows to couple the band-pass filters 2, 3, 4 to the collector waveguide 1 at intervals 1 equidistant, equal to the average half-wavelength of the useful frequency range or equal to an integer multiple of this, and more precisely where the maximum i of the magnetic field of the H10 wave are found in the collector waveguide. For the choice of the coupling point for the band-pass filters, the location, within the entire range of useful frequencies, of the frequency channel associated with the respective band-pass filter is of no importance. Subsequent band-pass filters for other frequency channels can therefore also be added or replaced within the useful frequency range, without the frequency separator having to be re-designed.

Mentre, nel caso dell'esempio di realizzazione rappresentato nella figura 1, i filtri passa-banda 2, 3, 4 sono accoppiati in corrispondenza di un lato minore del guida d'onde collettore 1 rettangolare, anche in corrispondenza dei due lati minori, contrapposti, del guida d'onde collettore 1 possono essere accoppiati filtri passa-banda. Oltre a ciò, come mostra la figura 2, è possibile un accoppiamento di filtri passa-banda 8, 9, 10, Il in corrispondenza di uno oppure di entrambi i lati minori del guida d'onde collettore 1. While, in the case of the embodiment shown in Figure 1, the band-pass filters 2, 3, 4 are coupled at a smaller side of the rectangular collector waveguide 1, also at the two smaller, opposite sides , of the collector waveguide 1, band-pass filters can be coupled. In addition to this, as shown in Figure 2, a coupling of band-pass filters 8, 9, 10, 11 is possible at one or both of the shorter sides of the collector waveguide 1.

Nel caso dell'esempio di realizzazione rappresentato nella figura 3 di un separatore di frequenze, un guida d'onde di connessione 12 è accoppiato in corrispondenza di una parete laterale, vale a dire in corrispondenza del lato minore del guida d'onde collettore 1 attraverso un dispositivo di accoppiamento 13 (preferibilmente un diaframma capacitivo oppure induttivo). L'ubicazione per l'accoppiamento del guida d'onde di connessione 12 è scelta in modo che esso sia accoppiato nel guida d'onde collettore 1 in corrispondenza della componente longitudinale del campo magnetico dell'onda H10. I filtri passa-banda 14 e 15 sono accoppiati in corrispondenza dei lati frontali del guida d'onde collettore 1. Filtri passa-banda possono però essere anche accoppiati lateralmente sul guida d'onde collettore, come nel caso degli esempi di realizzazione di cui alle figure 1 e 2. L'esempio di realizzazione nella figura 4 mostra due filtri passa-banda 16 e 17 che, alla distanza 1 = λ/2, tramite spine di accoppiamento 18, --19, sono accoppiati in corrispondenza del lato del guida d'onde collettore 1 contrapposto al guida d'onde di connessione . In the case of the exemplary embodiment shown in Figure 3 of a frequency separator, a connecting waveguide 12 is coupled at a side wall, i.e. at the shorter side of the collector waveguide 1 through a coupling device 13 (preferably a capacitive or inductive diaphragm). The location for the coupling of the connecting waveguide 12 is chosen so that it is coupled in the collector waveguide 1 at the longitudinal component of the magnetic field of the wave H10. The band-pass filters 14 and 15 are coupled at the front sides of the collector waveguide 1. However, the band-pass filters can also be coupled laterally on the collector waveguide, as in the case of the embodiments referred to in Figures 1 and 2. The example of embodiment in Figure 4 shows two band-pass filters 16 and 17 which, at the distance 1 = λ / 2, are coupled on the side of the guide by means of coupling pins 18, --19 wave collector 1 opposed to the connection waveguide.

Negli esempi di realizzazione descritti in quanto precede sono state illustrate alcune possibilità riguardo all'accoppiamento di filtri passa-banda sul guida d'onde collettore. Fondamentalmente, qualsiasi accoppiamento elettrico oppure magnetico di filtri passa-banda sul guida d'onde collettore è possibile ove si verificano nel guida d'onde collettore i massimi del campo elettrico rispettivamente magnetico dell'onda H10. In the embodiments described above, some possibilities have been illustrated with regard to the coupling of band-pass filters on the collecting waveguide. Basically, any electrical or magnetic coupling of band-pass filters on the collector waveguide is possible where the maxima of the electric or magnetic field of the H10 wave occur in the collector waveguide.

Negli esempi di realizzazione rappresentati nel disegno il guida d'onde di connessione è un guida d'onde 7, 12. Il guida d'onde di connessione può però altrettanto essere un conduttore coassiale, il cui conduttore interno si protende, per esempio in qualità di sonda di accoppiamento, nel guida d'onde collettore ed è accoppiato nel guida d'onde collettore, con il campo elettrico dell'onda H10. Il guida d'onde di connessione può naturalmente essere anche una microlinea a nastro. In proposito, per l'accoppiamento con il guida d'onde collettore possono essere utilizzati raccordi, appartenenti allo stato dell'arte, tra microlinee a nastro e guida d'onde. In the embodiment examples shown in the drawing, the connecting waveguide is a waveguide 7, 12. The connecting waveguide can, however, just as well be a coaxial conductor, the internal conductor of which protrudes, for example in quality of coupling probe, in the collector waveguide and is coupled in the collector waveguide, with the electric field of the H10 wave. The connecting waveguide can of course also be a ribbon microline. In this regard, state-of-the-art fittings between ribbon micro-lines and waveguides can be used for coupling with the collecting waveguide.

Claims

Claims 1.- Frequency separator, consisting of a collector waveguide, to which various band-pass filters tuned to different frequency channels are coupled, characterized by the fact that the length (L) of the collector waveguide (I) corresponds to n-times (n = 1, 2, 3, ...) the average half-wavelength of the entire range of useful frequencies of the frequency separator, and by the fact that in the passage from the collector waveguide (1) to a connecting waveguide (7, 12) there is a coupling device (6, 13). 2.- Frequency separator according to Claim 1, characterized by the fact that the collector waveguide (1) is short-circuited at one end and by the fact that the connecting waveguide (7) is coupled to the other end of the collector waveguide (1). 3.- Frequency separator according to claim 1, characterized by the fact that the connection waveguide (12) is laterally coupled to the collector waveguide (1). 4.- Frequency separator according to one of the claims 1, 2 or 3, characterized in that the connecting waveguide (12) is a waveguide which is coupled, in the collector waveguide (1), in correspondence with the longitudinal component of the magnetic field of the H10 wave. 5.- Frequency separator according to one of Claims 1, 2 or 3, characterized in that the connecting waveguide (12) is a waveguide which is coupled, in the collector waveguide (1), at a transverse component of the magnetic field of the H10 wave. 6.- Frequency separator according to one of the preceding claims, characterized in that the coupling device is a capacitive or inductive diaphragm (6, 13). 7.- Frequency separator according to one of Claims 1, 2 or 3, characterized in that the connecting waveguide is a coaxial conductor, the inner conductor of which acts as a coupling probe, which coupled in the waveguide collector with the electric camp of the H10 wave.