ITMI980759A1

ITMI980759A1 - HIGH-FREQUENCY SIGNAL PASS-BAND FILTERS

Info

Publication number: ITMI980759A1
Authority: IT
Inventors: Vittorio Tansini; Danilo Nucibella; Renato Riva
Original assignee: Forem Srl
Priority date: 1998-04-09
Filing date: 1998-04-09
Publication date: 1999-10-11
Also published as: IT1299056B1

Description

DESCRIZIONE DESCRIPTION

a corredo di una domanda di brevetto di invenzione industriale accompanying an industrial invention patent application

dal Titolo: "Filtri passa-banda di segnali ad alta frequenza" Entitled: "Band-pass filters of high frequency signals"

La presente invenzione concerne filtri di segnali ad alta frequenza, consistenti di: cavità risonanti ricavate in un corpo di base delimitato da quattro pareti esterne maggioritarie e minoritarie, e da una parete centrale interna parallela alle maggioritarie; almeno due coperchi, e viti di regolazione della sintonia e dell'accoppiamento. The present invention relates to high frequency signal filters, consisting of: resonant cavities obtained in a base body delimited by four external majority and minority walls, and by an internal central wall parallel to the majority; at least two covers, and tuning and coupling adjustment screws.

In particolare il trovato si riferisce a filtri passa-banda, consistenti di un corpo nel quale sono ricavate, a mezzo di aste risonanti, cavità tutte disposte su uno stesso piano 0 livello, per cui l'altezza del filtro può non superare valori predeterminati, ad es.40 mm (coperchi compresi). In particular, the invention refers to band-pass filters, consisting of a body in which cavities are obtained, by means of resonant rods, all arranged on the same plane or level, so that the height of the filter may not exceed predetermined values, e.g. 40 mm (including covers).

In più brevetti e domande di brevetto la Richiedente ha descritto filtri con cavità disposte su uno o due piani, in particolare sulle facce superiore ed inferiore di una parete centrale agente da doppio fondo (vedasi in particolarele domande di brevetto più recenti N° 96A 00191,N° 96A 001664, N° 96A 001903,N° 96A 002452,N° 97A 000205 ecc.) In several patents and patent applications the Applicant has described filters with cavities arranged on one or two planes, in particular on the upper and lower faces of a central wall acting as a double bottom (see in particular the most recent patent applications N ° 96A 00191, N ° 96A 001664, N ° 96A 001903, N ° 96A 002452, N ° 97A 000205 etc.)

In queste strutture si incappa spesso nell'inconveniente che non si riesce a far fronte alle esigenze di mantenere una 0 due dimensioni ad es. In these structures one often runs into the drawback that it is not possible to cope with the needs of maintaining one or two dimensions eg.

l'altezza sotto determinati valori;inoltre la disposizione dei centri delle cavità su linee ad es. cosidette spezzate,i terminali di ingresso e uscita disposti su frontali diversi in genere su due lati paralleli e opposti, e tutte le viti di regolazione disposte su almeno un coperchio, contribuiscono ad accentuare l'ingombro in altezza (spessore) ed impediscono di far fronte alle impellenti esigenze moderne di avere filtri schiacciati. the height under certain values; also the arrangement of the centers of the cavities on lines eg. so-called broken, the input and output terminals arranged on different fronts generally on two parallel and opposite sides, and all the adjustment screws arranged on at least one cover, help to accentuate the overall height (thickness) and prevent to the pressing modern needs of having flattened filters.

Scopo della presente invenzione è quello di provvedere un filtro passa-banda multicavità che non presenti gli inconvenienti sopra accennati e che consenta di ridurre l'ingombro a valori minimi, a parità di efficienza. Le caratteristiche più salienti del trovato sono recitate nelle rivendicazioni in calce, che si ritengono qui incorporate. The object of the present invention is to provide a multi-cavity band-pass filter which does not have the drawbacks mentioned above and which allows the overall dimensions to be reduced to minimum values, with the same efficiency. The most salient features of the invention are recited in the appended claims, which are believed to be incorporated herein.

I diversi aspetti e vantaggi dell'invenzione appariranno più chiaramente dalla descrizione seguente della forma di realizzazione (esemplificativa e non limitativa) rappresentata nei disegni di accompagnamento, nei quali: The different aspects and advantages of the invention will appear more clearly from the following description of the embodiment (exemplary and not limiting) represented in the accompanying drawings, in which:

- la Fig. 1 è una vista complessiva dall'alto del filtro a coperchio asportato, - Fig. 1 is an overall top view of the filter with the lid removed,

- le Fig.2 e 3 sono sezioni parziali con piani aventi per tracce le linee A-A rispettivamente B-B, su detta Figura 1, e - Figs. 2 and 3 are partial sections with planes having lines A-A respectively B-B as traces, on said Figure 1, and

- la Fig.4 è una vista dall'esterno secondo la freccia F. - Fig. 4 is a view from the outside according to the arrow F.

In Fig.1 il corpo scatolare CS comprende sostanzialmente le due pareti maggioritarie esterne Pml e Pm2,le due pareti minoritarie trasversali Ptl e Pt2, e la parete centrale maggioritaria Pint. Sempre in Fig. 1 si sono indicate con C1, C2, C3 ...Ci...,Cn-1,Cn le n cavità risonanti, con Al, A2,A3...Ai...An-1,An le n aste risonanti preferibilmente su /8, e con E2, E3, E4...Ei, En-2 le n-2 costole intermedie. Caratteristicamente le costole sono simmetriche (rispetto alla parete centrale interna Pint) e conseguentemente hanno estensione crescente in un senso e decrescente nell'altro senso,mentre le aste presentano ciascuna alla propria estremità una cava SEi preferibilmente ad U nella quale penetra l'estremità interna di ciascuna delle viti di regolazione della sintonia VSi. In Fig.1 the box-like body CS substantially comprises the two external majority walls Pml and Pm2, the two transverse minority walls Ptl and Pt2, and the central majority wall Pint. Again in Fig. 1 we have indicated with C1, C2, C3 ... Ci ..., Cn-1, Cn the n resonant cavities, with Al, A2, A3 ... Ai ... An-1, An the n resonant rods preferably on / 8, and with E2, E3, E4 ... Ei, En-2 the n-2 intermediate ribs. Characteristically, the ribs are symmetrical (with respect to the inner central wall Pint) and consequently have an increasing extension in one direction and decreasing in the other direction, while the rods each have at its end a slot SEi preferably U-shaped into which the internal end of each of the VSi tuning adjustment screws.

Con l'adozione di costole simmetriche Ei (tra coppie di aste Ai - Ai 1) si creano "gap" decrescenti tra le estremità libere E"i (remote rispetto alla parete centrale Pint) di dette costole e le estremità libere interne E"i delle viti di regolazione dell'accoppiamento VAi. By adopting symmetrical ribs Ei (between pairs of rods Ai - Ai 1), decreasing "gaps" are created between the free ends E "i (remote with respect to the central wall Pint) of said ribs and the free internal ends E" i VAi coupling adjustment screws.

Secondo un aspetto vantaggioso del trovato, entrambe le serie di viti di regolazione dell'accoppiamento VAi e della sintonia VSi sono messe sulle pareti laterali esterne maggioritarie Pm1 e Pm2. Secondo un ulteriore aspetto del trovato, l’estremità Fint della parete maggioritaria interna Pint non raggiunge la faccia interna della parete trasversale Pt2 con la quale crea così un buco 8U nel quale viene sistemato il loop LO di accoppiamento induttivo tra la prima serie di n/2 cavità (tra Pml e Pint) e la seconda serie di n/2 cavità (tra Pm2 e Pint). According to an advantageous aspect of the invention, both sets of adjustment screws of the coupling VAi and of the tuning VSi are placed on the main external side walls Pm1 and Pm2. According to a further aspect of the invention, the end Fint of the internal majority wall Pint does not reach the internal face of the transverse wall Pt2 with which it thus creates a hole 8U in which the inductive coupling loop LO is placed between the first series of n / 2 cavities (between Pml and Pint) and the second series of n / 2 cavities (between Pm2 and Pint).

Nella forma di realizzazione (esemplificativa e non limitativa) della Fig. 1 è rappresentato un filtro particolarmente vantaggioso a struttura "combline" ripiegata che ha consentito di contenere al minimo l'ingombro, rispettando ad esempio l'esigenza spesso imperativa di ridurre lo spessore al di sotto di un certo valore, ad esempio di almeno 40 mm. Con la configurazione rappresentata è possibile ripiegare ad es. 10 cavità risonanti accoppiandole induttivamente (loop LO) ed utilizzando la struttura portante (corpo di filtro CS, in particolare le pareti laterali maggioritarie Pml e Pm2 per formare le cavità e per portare tutte le viti di regolazione), e due coperchi (CO1 e CO'1 non rappresentabili) simmetrici liberati ora da qualsiasi organo di regolazione (con le sole piccole viti di chiusura). In the embodiment (exemplary and not limiting) of Fig. 1 a particularly advantageous filter with a folded "combline" structure is shown which has made it possible to keep the overall dimensions to a minimum, respecting for example the often imperative need to reduce the thickness to the below a certain value, for example at least 40 mm. With the configuration shown it is possible to fold up e.g. 10 resonant cavities by coupling them inductively (LO loop) and using the supporting structure (CS filter body, in particular the major side walls Pml and Pm2 to form the cavities and to carry all the adjustment screws), and two covers (CO1 and CO '1 which cannot be represented) symmetrical now freed from any regulating organ (with only the small closing screws).

Nella prima parte di filtro (in cui c'è la cosidetta prima serie di cavità), le prime quattro cavità da C11 C4 sono accoppiate induttivamente con una distanza corrispettiva a crescere come dimensione di altezza (larghezza) di fessura di accoppiamento fino alla quinta cavità. Tra la quinta (C5) e la sesta (C6) cioè nel punto cosidetto di risvolta si dispone il detto loop LO di accoppiamento induttivo dimensionato appositamente in modo da non avere regolazioni sporgenti dal filtro. In the first part of the filter (in which there is the so-called first series of cavities), the first four cavities from C11 C4 are inductively coupled with a corresponding distance to increase as a dimension of height (width) of the coupling slot up to the fifth cavity . Between the fifth (C5) and the sixth (C6), that is, in the so-called turning point, the inductive coupling loop LO is arranged, specially dimensioned so as not to have adjustments protruding from the filter.

Nella seconda parte (seconda serie di cavità da C6 a C10) la struttura si ripete con le stesse dimensioni e lo steso scambio di energia, adottati nella prima parte del filtro.Tale accoppiamento viene evidenziato dal fatto che emerge una simmetria delle fessure (gap tra E'i e E"i) di accoppiamento e la coincidenza delle penetrazioni delle viti di regolazione. In the second part (second series of cavities from C6 to C10) the structure is repeated with the same dimensions and the same energy exchange adopted in the first part of the filter.This coupling is highlighted by the fact that a symmetry of the cracks emerges (gap between E'i and E "i) of coupling and the coincidence of the penetrations of the adjustment screws.

Nella forma di realizzazione rappresentata,tra la prima cavità CI e la parete trasversale esterna Pt2, si ricava la sede di un filtro passa-basso consistente (Fig. 2) di due celle 30-31 con capacità 32 e induttanza 33. Inoltre tra l'ultima cavità C10 e la detta parete Pt2 si ricava la sede per gli accoppiatori ACC1, ACC2, ACC3 rappresentati in sezione in Fig. 3 e consistenti di cilindretti rotanti CR con pin P centrale e resistenza a carbone R a massa sul fondo. In the embodiment shown, between the first cavity C1 and the external transverse wall Pt2, there is obtained the seat of a low-pass filter consisting (Fig. 2) of two cells 30-31 with capacitance 32 and inductance 33. Furthermore, between the The last cavity C10 and said wall Pt2 provides the seat for the couplers ACC1, ACC2, ACC3 represented in section in Fig. 3 and consisting of rotating cylinders CR with central pin P and carbon resistance R grounded on the bottom.

I connettori tra la prima cavità C1 ed il filtro passa-basso PBF rispetivamente tra l'ultima cavità C10 e il sistema di accoppiamento ACC3-ACC2-ACC1 sono indicati con 14 e 15. Le strutture di PBF e degli accopiatori possono ritenersi singolarmente convenzionali,ma la combinazione filtro passa-banda "ripiegato" secondo il trovato, del filtro PBF e degli accoppiatori è certamente nuova. Del resto,poiché gli accoppiatori CCi servono per il monitoraggio del segnale in uscita U opportunamente attenuato, si vede che è stato ora possibile disporre le prese esterne 20, 21, 22 degli accoppiatori ACC1,ACC2, ACC3, sulla stessa parete esterna Pt2 sulla quale sono disposti i connettori di uscita U e di ingresso I. The connectors between the first cavity C1 and the low-pass filter PBF respectively between the last cavity C10 and the coupling system ACC3-ACC2-ACC1 are indicated with 14 and 15. The structures of PBF and couplers can be considered individually conventional, but the "folded" band-pass filter combination according to the invention, the PBF filter and the couplers is certainly new. Moreover, since the CCi couplers are used for monitoring the output signal U suitably attenuated, it is now possible to arrange the external sockets 20, 21, 22 of the couplers ACC1, ACC2, ACC3, on the same external wall Pt2 on which the U output and I input connectors are arranged.

Il filtro secondo il trovato offre vantaggi in fase di montaggio o assemblaggio di tutti i suoi componenti in quanto si è riusciti a ridurre al minimo il numero di detti componenti: infatti la scatola vera e propria di 4 pareti laterali con relativa parete centrale forma corpo unico con le aste risuonanti e le scatole intermedie per cui i componenti da montare su detto corpo unico si riducono a: - il loop di accoppiamento L0 su Ptl - le due aste risonanti iniziali A1 e A10 (peraltro identiche); - e le linee 14-15 di connessione all'interfaccia esterna a U e I. The filter according to the invention offers advantages in the assembly or assembly phase of all its components since it has been possible to reduce the number of said components to a minimum: in fact the actual box of 4 side walls with relative central wall forms a single body with the resonant rods and the intermediate boxes so that the components to be mounted on said single body are reduced to: - the coupling loop L0 on Ptl - the two initial resonant rods A1 and A10 (however identical); - and lines 14-15 for connection to the external U and I interface.

Il corpo integrale si presta preferibilmente ad essere ottenuto per fusione o in subordine per facile lavorazione alla machina, per cui i pezzi da assemblare sono il loop,la coppia di linee induttive identiche 14-15 e la coppia di aste risonanti A1-A10 anch'esse uguali fra loro. The integral body lends itself preferably to being obtained by casting or alternatively for easy machining on the machine, so the pieces to be assembled are the loop, the pair of identical inductive lines 14-15 and the pair of resonant rods A1-A10 also they are equal to each other.

Claims

CLAIMS 1) Filter of radio-frequency signals of reduced dimensions, in particular of height and thickness not exceeding predetermined limits, comprising a plurality of n cavities and resonant rods, means for adjusting the tuning and intercavity coupling, and closing means , characterized by: a box-like body consisting of two majority terminal walls and two terminal minority walls orthogonal to the first; a central wall parallel and intermediate to the terminal majority walls; a series of spaced transverse rods which are in a single body with the filter structure, start from said central wall and extend almost up to the majority walls, without however coming into contact with them, and having such dimensions as to be able to resonate on λ / 8 ; a series of intermediate ribs between each pair of rods having differentiated extensions; two closing covers; and means for adjusting the tuning and coupling passing exclusively through said majority external walls.

2) Filter according to claim 1, characterized by a folded "combline" structure in the sense that a first series of n / 2 cavities in line obtained between one of the two external majority walls and the internal majority central wall are inductively coupled with the second series of n / 2 cavities in line, parallel to those of the first series.

3) Filter according to claim 2, characterized in that the connectors of the input and output signals are arranged on a same external transverse minority wall, the inductive coupling being made on the other transverse minority wall remote from the connector holder.

4) Filter according to at least one of the preceding claims, characterized by the fact that the ends of the rods facing the external majority walls each have a slot in which the stem of the relative tuning adjustment screw is inserted through each side wall.

5) Filter according to at least one of the preceding claims, characterized by the fact that the intermediate ribs between pairs of rods associated with the first series of n / 2 cavities have an increasing extension starting from the minority connector-carrying wall, creating gradually decreasing gaps with the facing ends of the screws of regulation of the coupling crossing the majority walls.

6) Filter according to at least one of the preceding claims, in which between the connector-holder wall and the first cavity of the first series of n / 2 cavities there is a housing for a low-pass filter with inductance and capacitance while always between said wall -connectors and the last cavity of the second series of n / 2 cavities is a housing of resistance couplers to ground, whose external sockets are arranged on the same minority wall carrying the output and input connectors.

7) Band-pass filter comprising 10 resonant cavities belonging to a first and a second series of 5 cavities, each series being inductively coupled with the other series with a loop arranged on the remote transverse wall with respect to that connector holder; 10 resonant rods, i.e. 5 rods between the pairs of cavities of each series, each rod having a groove into which the inner end of each of the 10 tuning adjustment screws placed five by five on the external major walls penetrates; at least seven gap-forming ribs decreasing in the cavities of the first series, and increasing in the cavities of the second series; inter-cavity coupling adjustment screws also arranged on the external majority walls; a loop on the remote transverse wall with respect to that connector-holder; a low-pass filter with capacitance and inductance; and a system of three couplers.