NL1022722C2 - Goedkope diÙlectrische afstemming voor E-vlak filters. - Google Patents

Goedkope diÙlectrische afstemming voor E-vlak filters. Download PDF

Info

Publication number
NL1022722C2
NL1022722C2 NL1022722A NL1022722A NL1022722C2 NL 1022722 C2 NL1022722 C2 NL 1022722C2 NL 1022722 A NL1022722 A NL 1022722A NL 1022722 A NL1022722 A NL 1022722A NL 1022722 C2 NL1022722 C2 NL 1022722C2
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
waveguide
filter
dielectric
tuning
partition
Prior art date
Application number
NL1022722A
Other languages
English (en)
Other versions
NL1022722A1 (nl
Inventor
Stephanie Louise Smith
Shaun Joseph Cunningham
Original Assignee
Commw Scient Ind Res Org
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Commw Scient Ind Res Org filed Critical Commw Scient Ind Res Org
Publication of NL1022722A1 publication Critical patent/NL1022722A1/nl
Application granted granted Critical
Publication of NL1022722C2 publication Critical patent/NL1022722C2/nl

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01PWAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P1/00Auxiliary devices
    • H01P1/20Frequency-selective devices, e.g. filters
    • H01P1/207Hollow waveguide filters

Landscapes

  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)

Description

Goedkope diëlectrische afstemming voor E-vlak filters ONDERWERP VAN DE UITVINDING
De huidige uitvinding heeft in hoofdzaak betrekking op E-vlak filters, en in het bijzonder op E-vlakfilters voor toepassing in banden met millimetergolven en werkwijzen voor 5 vervaardiging, afstemming, en toepassing daarvan.
ACHTERGROND
Communicatiesystemen vereisen voortdurend grotere bandbreedten, en om deze bandbreedten te verwezenlijken is het 10 millimetergoj.fgebied nodig. Verder vereisen dergelijke communicatiesystemen filters om de interferentie tussen naastliggende banden op te heffen. Filters voor golfgeleiders worden in het algemeen gebruikt in toepassingen voor het millimetergolfgebied vanwege hun relatief lage verliezen. Van 15 alle verschillende typen filters voor golfgeleiders is het E-vlak- of finlinefilter het meest geschikte bij hogere frequenties, als gevolg van de gemakkelijke vervaardiging en eenvoudige fysieke samenstelling ervan, die geschikt is voor massaproductie met hoge precisie.
20
Met name wordt van mobiele communicatiesystemen vereist dat zij diensten met hoge gegevenssnelheid ondersteunen, zoals mobiel internet. Mobiele communicatiesystemen van de vierde en vijfde generatie zullen mobiele telefoons, draadloze 25 breedbandtoegangssystemen, LANs in het millimetergolfgebied en intelligente transportsystemen omvatten: S. Ohmori, Y. Yamao en N. Nakajima, "The future generations of mobile communications based on broadband acces technologies," IEEE Communications Magazine, pags. 134-142, dec. 2000. Om deze 30 breedbanddiensten te verwezenlijken, neemt de werkingsfrequentie toe, en de meeste van deze diensten zullen naar verwachting in het millimetergolfgebied werken. Om deze 1022722 2 systemen te ontwikkelen is er behoefte aan goedkope onderdelen, die op grote schaal kunnen worden geproduceerd.
Omdat E-vlakfliters op grote schaal worden toegepast bij 5 frequenties in het millimetergebied zijn nauwe toleranties nodig om een filterresponsie te verkrijgen die dicht genoeg ligt bij de gewenste responsie, om de noodzaak tot afstemming te vermijden. De vervaardigingstechnieken die nodig zijn om zulke nauwe toleranties te verkrijgen zijn duur. Naarmate de 10 werkingsfrequentie wordt verhoogd, dienen de toleranties nog verder te worden verkleind om de noodzaak tot aanpassing van de responsie te vermijden. Er wordt een frequentie bereikt waarbij de vereiste productietoleranties voor het vermijden van aanpassing niet kunnen worden gerealiseerd. Het is hetzij 15 nodig om andere filtertechnieken toe te passen, of het is nodig om werkwijzen voor afstemming te introduceren. Relevante werkwijzen voor afstemming, geschikt voor frequentiebanden in het millimetergolfgebied omvatten: 1) afstemschroeven, 20 2) beweegbare wanden in een golfgeleider, en 3) diëlectrische materialen met eigenschappen die kunnen worden gewijzigd door het aanleggen van een spanning over het diëlectricum.
25 Afstemschroeven worden in het algemeen in de golfgeleider aangebracht in het midden van elke resonator en elk koppelgebied. Vervolgens wordt een handmatig of geautomatiseerd proces toegepast om de resonantiefrequentie van elke resonator en de koppeling tussen resonatoren aan te 30 passen. Harscher, P. en Vahldieck, R,. "Automated computer- controlled tuning of waveguide filters using adaptive network models." IEEE Trans. Microwave Theory Tech., jaargang 49, nr. 11, pags. 2125-2130, 2001, presenteert een geautomatiseerde aanpak waarin de afstemschroeven door stappenmotoren worden 35 verdraaid en worden bestuurd door een computer die de afstemschroeven aanpast met behulp van een afstemalgoritme, totdat de gewenste responsie wordt verkregen. Voor zowel het handmatige als het geautomatiseerde afstemproces zijn de extra 1022722 3 kosten van nauwkeurig van schroefdraad voorziene gaten nodig in het golfgeleiderlichaam voor de afstemschroeven. Voor beide is dok de montagestap van het aanbrengen van de afstemschroeven in de golfgeleider nodig. Het afstemproces is 5 erg gevoelig, waardoor het kostbaar is, en moeilijk om af te stemmen en te monteren. In aanvulling op deze punten vereist de handmatige techniek dat een bekwame persoon het filter afstemt.
10 Om E-vlakfliters met metalen tussenschot en diëlectrische filters af te stemmen is wel gebruik gemaakt van een beweegbare diëlectrische wand in de golfgeleider door de afsnij frequentie van de golfgeleider te veranderen. Dit leidt op zijn beurt tot een verandering van de middenfrequentie van 15 de filterresponsie. Zie het Amerikaanse octrooischrift Nr.
4.761.625, met titel "Tunable waveguide bandpass filter," dat op 2 augustus 1988 is verleend aan Sharma. In de golfgeleider wordt evenwijdig aan het tussenschot een diëlectrische plaat aangebracht, en de plaat wordt voorwaarts of weg van het 20 tussenschot bewogen om de middenfrequentie van de filterresponsie af te stemmen. Deze techniek wordt in hoofdzaak toegepast om het mogelijk te maken dat één filterontwerp een aantal banden afdekt, waarbij de gewenste band wordt gekozen door de diëlectrische plaat te 25 positioneren. Deze techniek kan niet worden gebruikt om de filterresponsie te corrigeren, alleen om de filterresponsie te verschuiven. De montage is erg ingewikkeld en de diëlectrische wand moet handmatig naar de positie die tot de juiste frequentieresponsie leidt worden bewogen.
30
Paratek Microwave, Inc, "Electronically Tunable RF filters for LMDS frequencies," Microwave Journal, mei 2000 hebben een scala electronisch afstembare RF E-vlakfliters die het lagere millimetergolfgebied afdekken. In deze filters wordt een 35 keramisch materiaal toegepast, met eigenschappen die kunnen veranderen met een veranderende voorspanning, die op zijn beurt de filterresponsie verandert. Hiervoor is een stabiele spanningsbron met hoge gelijkspanning nodig om de 10 227 22 4 diëlectrische constante aan te passen, hetgeen de filterstructuur compliceert en erg duur is. Bovendien zou, indien deze techniek zou worden gebruikt om afzonderlijke resonatoren en koppelingssegmenten af te stemmen, voor elke 5 resonator en koppelingselement een verschillende spanning nodig kunnen zijn.
Dus er bestaat duidelijk een behoefte aan een goedkopere techniek voor het afstemmen van E-vlakfilters.
10
SAMENVATTING
Overeenkomstig een eerste aspect van de uitvinding wordt een werkwijze voor het afstemmen van een E-vlak 15 golfgeleiderfilter verschaft. De werkwijze omvat de stappen: het testen van filterkarakteristieken van het filter, waarbij het filter tenminste twee golfgeleiderdelen en tenminste één tussenschot bevat die aan elkaar zijn gemonteerd, waarbij elk golfgeleiderdeel een vormgegeven oppervlak heeft dat is 20 aangebracht in het golfgeleiderdeel om een golfgeleideruitsparing te doen ontstaan bij het monteren van de golfgeleiderdelen, waarbij het tenminste één tussenschot is aangebracht in de golfgeleideruitsparing; en aanbrengen van een diëlectrisch afstemdeel in de golfgeleideruitsparing van 25 het gemonteerde filter om tenminste één frequentiekarakteristiek af te stemmen op grond van de filtertestkarakteristieken.
Overeenkomstig een tweede aspect van de uitvinding wordt 30 een vervaardigingswijze voor een E-vlak golfgeleiderfilter verschaft. Tenminste twee golfgeleiderdelen worden gemonteerd met tenminste één tussenschot in een golfgeleiderholte. Elk golfgeleiderdeel heeft een vormgegeven oppervlak dat in het golfgeleiderdeel is gevormd om de golfgeleideruitsparing te 35 verschaffen bij het monteren van de golfgeleiderdelen. Een diëlectrisch afstemdeel wordt aangebracht in de golfgeleideruitsparing om tenminste één 1022722 5 frequentiekarakteristiek van het filter aan te passen voor de gemonteerde golfgeleiderdelen en tenminste één tussenschot.
Overeenkomstig een derde aspect van de uitvinding wordt 5 een E-vlak golfgeleiderfilter verschaft. Het filter bevat ten minste twee golfgeleiderdelen en tenminste één tussenschot.
Elk golfgeleiderdeel heeft een vormgegeven oppervlak dat in het golfgeleiderdeel is aangebracht om een golfgeleideruitsparing te doen ontstaan bij het monteren van 10 de golfgeleiderdelen. Het tenminste één tussenschot ligt in de golfgeleideruitsparing. Een diëlectrisch afstemdeel wordt in de golfgeleideruitsparing aangebracht van het gemonteerde filter om tenminste één frequentiekarakteristiek van het filter aan te passen op grond van filtertestkarakteristieken. 15
Overeenkomstig een vierde aspect van de uitvinding wordt een afstemdeel voor een E-vlak golfgeleiderfilter verschaft. Het filter bevat tenminste twee golfgeleiderdelen en tenminste één tussenschot. Elk golfgeleiderdeel heeft een vormgegeven 20 oppervlak dat in het golfgeleiderdeel is aangebracht om een golfgeleideruitsparing te doen ontstaan bij het monteren van de golfgeleiderdelen. Het tenminste één tussenschot wordt aangebracht in de golfgeleideruitsparing. Het afstemdeel bevat een diëlectrisch deel voor het aanpassen van tenminste één 25 frequentiekarakteristiek van het filter bij het aanbrengen in de golfgeleideruitsparing. Het diëlectrisch deel wordt gemaakt op grond van frequentietestkarakteristieken van het filter voor de gemonteerde golfgeleiderdelen en het tenminste één tussenschot.
30
KORTE BESCHRIJVING VAN DE TEKENINGEN
Hierna wordt een klein aantal uitvoeringen van de uitvinding beschreven, onder verwijzing naar de tekeningen, 35 waarin:
Fig. 1 een aanzicht in perspectief toont van een tweedelige, spuitgegoten golfgeleider; 1 022722 6
Fig. 2 een grafiek is die de golfgeleidergolflengte versus de golflengte in de vrije ruimte toont, voor een aantal ontwerphoeken;
Fig. 3 een aanzicht in perspectief toont van een andere 5 tweedelige golfgeleider met een tussenschot in de golfgeleideruitsparing en de golfgeleider verder in horizontale projectie getoond;
Figuren 4A, 4B, en 4C aanzichten in perspectief tonen van een gemonteerd E-vlak golfgeleiderfilter met een 10 afstemelement, het hoekige afstemelement zelf, respectievelijk het golfgeleiderfilter, in een aanzicht in onderdelen, overeenkomstig een eerste uitvoering van de uitvinding;
Figuren 5A, 5B, en 5C aanzichten in perspectief tonen van een gemonteerd E-vlak golfgeleiderfilter met een 15 afstemelement, het vlakke, rechthoekige afstemelement zelf, respectievelijk het golfgeleiderfilter in een aanzicht in onderdelen, overeenkomstig een tweede uitvoering van de uitvinding;
Figuren 5A, 6B, en 6C aanzichten in perspectief tonen van 20 een gemonteerd E-vlak golfgeleiderfilter met een afstemelement, het rechthoekige U-vormige afstemelement zelf, respectievelijk het golfgeleiderfilter in een aanzicht in onderdelen, overeenkomstig een derde uitvoering van de uitvinding; 25 Figuren 7A, 7B, en 7C aanzichten in perspectief tonen van een gemonteerd E-vlak golfgeleiderfilter met een afstemelement, het U-vormige van flenzen voorziene afstemelement zelf, respectievelijk het golfgeleiderfilter in een aanzicht in onderdelen, overeenkomstig een vierde 30 uitvoeringsvorm van de uitvinding;
Figuren 8A, 8B, en 8C aanzichten in perspectief tonen van een gemonteerd E-vlak golfgeleiderfilter met een afstemelement, gekromd U-vormige afstemelement zelf, resepectievelijk het golfgeleiderfilter in een aanzicht in 35 onderdelen, overeenkomstig een vijfde uitvoeringsvorm van de uitvinding;
Figuren 9A, 9B, en 9C aanzichten in perspectief tonen van een gemonteerd E-vlak golfgeleiderfilter met een 1022722 7 afstemelement, het L-vormige afstemelement zelf, respectievelijk het golfgeleiderfilter in een aanzicht in onderdelen, overeenkomstig een zesde uitvoeringsvorm van de uitvinding; 5 Fig. 10 een aanzicht in perspectief toont van een diëlectrisch afstemelement uit Fig. 5 met verscheidene openingen en uitsparingen, dat toont hoe een diëlectricum van een patroon kan zijn voorzien, overeenkomstig een andere uitvoering; 10 Fig. 11 is een grafiek die een gemeten filterresponsie voorafgaand aan het afstemmen toont, in vergelijking met de modelleerde filterresponsie, en
Fig. 12 is een grafiek die de gemeten filterresponsie na het afstemmen toont, in vergelijking met een als ideaal 15 gemodelleerde responsie.
GEDETAILLEERDE BESCHRIJVING
Er worden een E-vlak golfgeleiderfilter voor toepassing in 20 banden in het millimetergolfbereik, een afstemelement voor een dergelijk E-vlak golfgeleiderfilter en een werkwijze voor het vervaardigen en afstemmen van een dergelijk E-vlak golfgeleiderfilter voor toepassing in banden in het millimetergolfbereik geopenbaard. In de volgende beschrijving 25 worden talrijke details uiteengezet, inclusief bepaalde metalen voor het aanbrengen van patronen, bepaalde golfgeleidermaterialen, kunststoffen zoals polyethyleen als diëlectrische materialen, aantallen golfgeleiderfilterdelen, dwarsdoorsneevormen van golfgeleideruitsparingen, aantallen 30 tussenschotten, de toepassing en aard van lippen en openingen in het afstemelement, en dergelijke. Het zal echter voor de vakman duidelijk zijn dat wijzigingen en/of aanpassingen kunnen worden aangebracht zonder de reikwijdte en aard van de uitvinding te verlaten.
35 I. Overzicht 1022722 8
Overeenkomstig de uitvoeringen van de uitvinding kan een E-vlakfilter voor millimetergolven waarin een golfgeleider wordt toegepast worden vervaardigd door gebruik te maken van goedkopere, minder veeleisende technieken in termen van 5 toleranties, en kan de gewenste filterresponsie worden verkregen door een eenvoudig, goedkoop afstemelement toe te passen. Bij voorkeur worden golfgeleiderfilterdelen vervaardigd door gebruik te maken van het goedkope spuitgieten. Dit staat tegenover veeleisendere 10 vervaardigingstechnieken, zoals machinaal bewerken. Het zal echter, in het licht van het hier geopenbaarde, aan de vakman duidelijk zijn dat de voordelen van het/de diëlectrische afstemelement en -techniek overeenkomstig de uitvoeringen het geschikt maken om te worden toegepast bij 15 golfgeleiderf ilterdelen die machinaal worden bewerkt of op soortgelijke wijze vervaardigd zonder de reikwijdte en aard van de uitvinding te verlaten.
De moeilijkheid met gieten bij frequenties in het 20 millimetergolfgebied is gelegen in de hogere fabricagetoleranties. De uitvoeringen volgens de uitvindingen staan echter toe en maken mogelijk om een precisietechniek te gebruiken die ertoe leidt dat golfgeleiderfilterdelen met redelijke toleranties worden gemaakt. De filterresponsie kan 25 vervolgens.worden afgestemd tegen totaalkosten voor het filter die lager zijn dan die van de vervaardigingstechnieken met hogere precisie. Bovendien kan de diëlectrische afstemtechniek overeenkomstig de uitvoeringen van de uitvinding zelfs bij hogere frequenties worden toegepast, waar zelfs 30 vervaardigingstechnieken met hogere precisie mogelijk geen voldoende nauwkeurige filterresponsies leveren.
De diëlectrische afstemtechniek volgens de uitvoeringen van de uitvinding bevat het invoegen nadat het filter is 35 gemonteerd en de filterresponsie aanvankelijk is gemeten, van een diëlectrisch (kunststof) deel in een golfgeleiderfilter. Deze techniek kan worden gebruikt om de middenfrequentie van de filterresponsie af te stemmen door de afsnij frequentie van 1022722 9 de golfgeleider te veranderen. Verder kan de afstemtechniek worden gebruikt om individuele resonator- en koppelelementen af te stemmen. De eerste toepassing wordt verkregen door een uniform stuk diëlectricum in de geleider aan te brengen, en de 5 laatstgenoemde gebruikswijze wordt verkregen door een van een geschikt patroon voorzien stuk diëlectricum in de geleider aan te brengen.
Zoals eerder is opgemerkt, wordt het golfgeleiderfilter 10 gemonteerd (dat wil zeggen, twee of meer golfgeleiderfilterelementen en één of meer tussenschotten), en wordt de filterresponsie aanvankelijk gemeten. De details van de gemeten filterresponsie kunnen in de computer worden ingevoerd, die ook informatie bevat over de gewenste 15 filterresponsie. Het aanbrengen van een patroon op een stuk diëlectricum (dat wil zeggen, het afstemelement) wordt met de computer berekend op zodanige wijze dat de gewenste filterresponsie wordt verkregen in het licht van de gemeten filterresponsie. Het aanbrengen van een patroon op het 20 afstemelement, of het diëlectrisch lichaam, wordt bij voorkeur uitgevoerd met een geautomatiseerd ponsapparaat. Het (kunststof) afstemelement wordt vervolgens in het golfgeleiderfilter aangebracht zonder dat het filter wordt gedemonteerd. Tenslotte wordt de filterresponsie gemeten om te 25 controleren of de filterresponsie aan de specificaties voldoet. Deze techniek is zeer kosteneffectief, aangezien de feitelijke afstemtechniek volledig is geautomatiseerd en weinig handmatige tussenkomst nodig is.
30 In de uitvoeringen van de uitvinding bevat een golfgeleiderfilter tenminste twee holle golfgeleiderdelen die zijn gescheiden langs het brede midden van de golfgeleider. Tussen de golfgeleiderdelen in de golfgeleideruitsparing wordt tenminste één tussenschot aangebracht. Het tussenschot kan van 35 metaal zijn met vensters die resonantiefilteruitsparingen vormen of, in plaats daarvan kan het tussenschot diëlectricum zijn met een metalen patroon om resonantie-uitsparingen en koppelsegmenten te vormen, dat wil zeggen finline. Na meting f C* £m $ Λ-» 10 van het gemonteerde golfgeleiderfilter wordt een diëlectrisch afstemelement aangebracht in de golfgeleider, waarbij het diëlectrische afstemelement van een patroon kan zijn voorzien. Voorbeelden van diëlectrische materialen omvatten kunststof, 5 zoals polyethyleen. De diëlectrische materialen kunnen verscheidene diktes hebben, en geponst zijn of van een patroon voorzien.
Bij het ontwerpen van een golfgeleiderfilter moet de 10 maximale frequentieverschuiving ±Δί0 die kan optreden als gevolg van fabricagetoleranties bekend zijn. Een frequentieverschuiving van 2% van f0 is kenmerkend bereikbaar met de afstemtechniek volgens de uitvoeringen van de uitvinding. Het filter moet verscolgens worden ontworpen op f0 15 + Δί0, omdat-de diëlectrische afstemtechnieken de frequentieresponsie van het filter alleen omlaag verschuiven. Met de toleranties meegerekend moet de middenfrequentie van de filterresponsie dan ruwweg liggen tussen f0 en f0 + 2Af0, en filters met middenfrequenties die groter zijn dan f0 kunnen met 20 de diëlectrische afstemtechniek worden afgestemd.
De uitvoeringen van de uitvinding kunnen worden uitgevoerd met relevante filters met elk aantal tussenschotten (bijvoorbeeld, 1, 2, 3, of meer tussenschotten). Bovendien 25 omvatten verwijzingen naar tussenschotten hierbij finline structuren, waarbij het tussenschot een metaalpatroon op een diëlectrisch inzetstuk is (dat wil zeggen, het tussenschot is een printplaatachtige structuur).
30 II. E-vlak golfgeleiderfilters
Hoewel de uitvoeringen van de uitvinding niet zijn beperkt tot golfgeleiderelementen die zijn vervaardigd volgens een bepaalde fabricagetechniek, hebben de uitvoeringen van de 35 uitvinding specifieke toepassing op elementen die zijn vervaardigd onder gebruikmaking van spuitgieten.
Voor filters in banden met millimetergolven zijn de prestaties van het grootste belang. Om de gewenste prestaties 1022722 11 te bereiken, steeds verbeterend, zijn fabricagetechnieken met lage toleranties nodig. Het is moeilijk om een goedkope fabricagetechniek te vinden met toleranties geschikt voor toepassingen in het millimetergolfgebied. Naarmate de 5 frequentie echter verder toeneemt, voldoen zelfs de meest nauwkeurige, dure fabricagetechnieken niet aan de prestatie-eisen van deze filters en daarom worden hoge kosten, hoge nauwkeurigheid ingeruild voor lage kosten, lage precisie waarbij afstemming nodig is.
10
Een minder nauwkeurige vervaardigingstechniek tezamen met een goedkope afstemtechniek, die allebei geschikt zijn voor massaproductie, maken goedkopere vervaardiging van deze filters mogelijk. Door deze benadering toe te passen kunnen de 15 kosten van bestaande vervaardigingstechnieken met hogere nauwkeurigheid worden gehalveerd. In sommige toepassingen kunnen prestaties worden ingeruild voor kostenbesparing. Bij voorkeur worden de golfgeleidergedeelten van het filter vervaardigd onder gebruikmaking van een spuitgietproces, en 20 wordt het tussenschot gemaakt met behulp van stansen met hoge precisie. Er bestaat er bestaat echter een aantal goedkope manieren om een tussenschot te vervaardigen. De vereiste toleranties op de kritieke afmetingen van het tussenschot worden hierna beschreven.
25
Spuitgieten is het proces waarbij gesmolten metaal in metalen gietvormen wordt geperst. De gietvorm wordt vervaardigd met technieken voor machinaal bewerken, harden en stralen met hoge precisie, gewoonlijk voor productieaantallen 30 van meer dan 10.000 stuks. Stansen met hoge precisie is een combinatie van stansen en koude extrusie, die leidt tot nauwkeurigere en schonere afwerking dan stansen. Het afstemproces na montage volgens de uitvinding vereist geen afzonderlijke afstemschroeven zoals dat bij gangbare 35 afstemtechnieken het geval is.
Ten behoeve van het gemakkelijk verwijderen van het golfgeleiderdeel van een gietvorm en om de 1022722 12 vervaardigingskosten minimaal te houden, is een ontwerphoek nodig op alle oppervlakken die loodrecht op de scheidslijn staan. Fig. 1 toont twee stukken 14OA en 14OB van een spuitgegoten golfgeleider 100. De twee helften of stukken 140A 5 en 140B vormen na montage een golfgeleideruitsparing 120. De dwarsdoorsnedevorm van de golfgeleideruitsparing is in hoofdzaak rechthoekig of hexagonaal in de tekeningen. Het zal echter duidelijk zijn voor de vakman dat andere vormen kunnen worden toegepast zonder de reikwijdte en aard van de 10 uitvinding te verlaten. In het algemeen is een ontwerphoek <|>d van tenminste 2° nodig. De afmetingen bi en b2 van de golfgeleiderdwarsdoorsnede worden zodanig berekend dat het dwarsdoorsnedeoppervlak van de golfgeleider met ontwerphoeken gelijk is aan het dwarsdoorsnedeoppervlak van een standaard 15 rechthoekige golfgeleider. Dit leidt tot de kleinste misaanpassing wanneer een standaard golfgeleider wordt verbonden met een golfgeleider met ontwerphoek φά.
De toevoeging van een ontwerphoek leidt tot een afname van 20 de golflengte van de golflengte (λ0) van de golfgeleider ten opzichte van die in een standaard rechthoekige geleider, waarvan de hoeveelheid afhangt van de afmeting van de ontwerphoek. Tabel I zet de afsnijgolflengte voor een aantal ontwerphoeken op een rij in vergelijking met een standaard 25 WR34 rechthoekige golfgeleider. De waarden zijn ontleend aan HFSS (Ansoft Corporation, "HFSS Version 8.0.25," USA, 2001.)
TABEL I
30 λο VOOR EEN AANTAL ONTWERPHOEKEN
<M°) λο (mm) 0 17,289 1.5 17.110 2.0 17.051 2.5 16.992 3.0 16.934 ΐ"·'·ϊ S\. ·; " j if i 0 jl ι£· ί *» «£.
5 13
Uit Tabel I kan de golflengte van de golfgeleider (λ9) worden berekend: ΓΜ
Fig. 2 is een grafiek van de golfgeleidergolflengte λ9 (mm) versus de golflengte in vrije ruimte (λ0) voor een aantal 10 ontwerphoeken, <t>d(°) volgens Tabel I. In Fig. 2 is zichtbaar dat een verlaagde afsnijgolflengte leidt tot een toename van de golfgeleidergolflengte en ook een verandering in vorm van de golfgeleidergolflengte versus de kromme van de golflengte in de vrije ruimte. Fig. 2 bestrijkt de gehele 15 golfgeleiderband van WR34 en toont dat bij lagere frequenties de verandering tamelijk groot kan zijn. Dit beïnvloedt de responsie van een golfgeleiderfilter, en er moet dus bij het ontwerpen rekening mee worden gehouden.
20 Onder verwijzing naar Fig. 2 is de totale invloed op de responsie van een filter voor elke ontwerphoek hetzelfde, namelijk dat de middenfrequentie van het filter toeneemt ten opzichte van die in een standaardgolfgeleider, onder een overeenkomstige schaling van de %bandbreedte. De eenvoudigste 25 manier om hier rekening mee te houden is om het filter in een standaard rechthoekige golfgeleider te ontwerpen en optimaliseren bij een overeenkomstige lagere frequentie, zodat na de toevoeging van de ontwerphoeken de middenfreqentie juist is.
30
Louter bij wijze van voorbeeld kan, indien een filter nodig is met een middenfrequentie van 28GHz, een 3% bandbreedte en een ontwerphoek <j>d van 3°, vergelijking (1) worden gebruikt om de voor het filterontwerp te gebruiken geschaalde 35 middenfrequentie te berekenen. Zonder ontwerphoek, λ0 = 17.289mm, bij 28GHz, λ0 = 10.7143mm en (1) levert tot λ9 = 13.6518mm. Om de geschaalde middenfrequentie te berekenen, 1022722 14 moet de frequentie in de golfgeleider met 3° ontwerphoek waarbij de golflengte van de golfgeleider dezelfde is als in een rechthoekige golfgeleider worden gevonden. Met een ontwerphoek van 3°, λα = 16.934mm, λ9 = 13.6518mm en uit (1) λ0 5 = 10.6282mm. Dit levert een geschaalde middenfrequentie op van 28.227GHz, hetgeen een toename is van 0.811% ten opzichte van een standaard rechthoekige geleider. Het filter kan dus worden ontworpen en geoptimaliseerd onder gebruikmaking van gangbare programmatuur zoals de op de modusaanpassingsmethode 10 gebaseerde (zie J. Uher, J. Bornemann en U. Rosenberg, "Waveguide components for antenna feed systems: Theory and CAD", Boston: Artech House, Hoofdstuk 2.1 op pags. 9-42, 1993) met een middenfrequentie van 27.775GHz, die naar 28GHz zal schalen wanneer de ontwerphoek van 3° wordt toegevoegd. Het 15 voorgaande dj.ent slechts voor illustratieve doeleinden. Het zal de vakman duidelijk zijn in het licht van deze openbaring dat de uitvoeringen van de uitvinding niet beperkt zijn tot deze parameters en waarden, en veranderingen en/of aanpassingen kunnen worden aangebracht zonder de reikwijdte en 20 aard van de uitvinding te verlaten.
Fig. 3 toont een E-vlakfilter 300 met zeven segmenten dat is ontworpen met een doorlaatband middenfrequentie van 27.925GHz en een 3.044% bandbreedte (27,5-28.35GHz) in WR34 25 waarmee uitvoeringen van de uitvinding kunnen worden verkregen. Het filter heeft twee golfgeleiderhelften of delen 310A en 310B en een tussenschot 330 met zeven segmenten. Het filter 330 wordt ontworpen en geoptimaliseerd onder gebruikmaking van een modusaanpassingstechniek met een 30 geschaalde middenfrequentie van 27.698GHz, die naar 27.925GHz schaalt wanneer een ontwerphoek van 2.5° wordt toegevoegd. De geoptimaliseerde filterafmetingen zijn: al=a2=4.218mm; bl=4.1338mm; b2=4.5022mm; t=0.200mm; dl=d8=0.4869mm, d2=d7=3.1981mm, d3=d6=4.4065mm, d4=d5=4.7714mm; 35 11=17=4.8871mm, 12=16=4.9257mm, 13=15=4.9240mm, 14=4.9235mm; en φ0 = 2.5°.
1 022722 15 III. Fabricagekwesties van E-vlak golfgeleiderfliters
Gewoonlijk wordt een veiligheidsband van 3-5% opgenomen in het ontwerp van een filter om een frequentieverschuiving als gevolg van fabricagetoleranties toe te laten. Voor het in het 5 voorgaande beschreven E-vlakfilter is geen veiligheidsband opgenomen, maar het maximale gereserveerde ligt 50MHz vanaf onverschillig welke van beide randen van de doorlaatband. De kritieke fysieke afmetingen van dit filter zijn: de breedte van de golfgeleiderhelften ai, a2, 10 de dikte van het tussenschot t en de ontwerphoek ijq.
Deze drie kritieke afmetingen beïnvloeden de filterresponsie door de middenfrequentie te verschuiven, maar veranderen niet de filterresponsie door poolliggingen te veranderen.
15 Willekeurige^ veranderingen in de afmetingen di~d8 en li-l7 getoond in Fig. 3 veranderen poolliggingen.
Een massafabricagetechniek met hoge precisie, zoals machinaal bewerken, heeft gewoonlijk een tolerantie van ±10μιη 20 op de kritieke afmetingen. Het is niet mogelijk om deze tolerantie aanzienlijk te verbeteren zonder ook de kosten aanzienlijk te verhogen. Voor het in het voorgaande beschreven E-vlakfilter, zonder ontwerphoek <|>d zoals het geval is bij een machinaal bewerkt onderdeel, leidt een verandering in de 25 breedte van de golfgeleider van ±10pm tot een verschuiving in de middenfrequentie van het filter van +40MHz. Indien de tolerantie op de dikte van het tussenschot ±20pm is voor een 200μπ\ dik roestvast stalen tussenschot, leidt een dikteverandering van het tussenschot van ±20μηι tot een 30 verschuiving van de middenfrequentie van het filter van ±60MHz. Het verkleinen van de dikte van het tussenschot kan de tolerantie op de tussenschotdikte verminderen. De tolerantie van ΙΟΟμπι dik roestvrij staal is bijvoorbeeld ±10μηη en voor 50pm dik roestvast staal ±7.5pm. Bij een tussenschotdikte van 35 50pm en een diktetolerantie van ±7.5μπ\, is de frequentieverschuiving in de middenfrequentie van het filter ±25MHz.
1022 2.
16
Met een breedtevariatie van de golfgeleiderhelften 310A, 310B van ±10μπι en diktevariatie van het tussenschot van ±7.5μπι, kan de middenfrequentie van het filter tot aan ±65MHz varieren. Dit is meer dan de 50MHz veiligheidsband die aanvaardbaar is 5 en bevat geen andere kleine frequentievariaties die optreden als gevolg van willekeurige variaties in de afmetingen di-d8 en I1-I7. De laagste momenteel beschikbare toleranties op de kritieke afmetingen zijn niet aanvaardbaar, zelfs bij de lagere frequenties in het millimetergolfgebied. Deze filters 10 vereisen daarom een of andere vorm van afstemming om te waarborgen dat de werkingsfrequentie binnen de gespecificeerde grenzen ligt. De uitvoeringen van de uitvinding maken het mogelijk om een vervaardigingstechniek te gebruiken met veel lagere kosten, die nog steeds een nauwkeurige filterresponsie 15 verschaft, maar die een frequentieafwijking kan hebben die eenvoudig kan worden afgestemd.
De golfgeleiderhelften 310A, 310B kunnen worden vervaardigd met een spuitgietproces met een nauwkeurigheid van 2 0 ±15μπ\ op de kritieke afmetingen, en ±0.25° op de ontwerphoek.
De tolerantie van ±15μΓη op de breedte van de golfgeleiderhelften 310A, 310B leidt tot een maximale verschuiving van de middenfrequentie van het filter van +60MHz. Een verandering in de dikte van het tussenschot van ±20μτη leidt 25 tot een verschuiving van de middenfrequentie van ±60MHz, en een verandering in de ontwerphoek van ±0.25° leidt tot een verschuiving van de middenfrequentie van ±15MHz. Het maximale gecombineerde effect is een frequentieverschuiving van +135MHz bij een breedte van de golfgeleider van -15μπ\, een dikte van 3 0 het tussenschot van +20μιη en ontwerphoek van +0.25°. In plaats daarvan is het maximale gecombineerde effect een frequentieverschuiving van -135MHz bij een breedte van de golfgeleider van +15μπ\, een dikte van het tussenschot van -20μπι en ontwerphoek van -0.25°. Bij een 50μπι dik tussenschot en een 35 tolerantie van ±7.5μπι op de dikte, wordt de middenfrequentie van het filter tot aan ±25MHz verschoven. Het maximale gecombineerde effect bij het 50μπι dikke tussenschot is een frequentieverschuiving van ±100MHz. Een tolerantie van ±15μιη op 1022722 17 de kritieke afmetingen van het tussenschot is bij 28GHZ toereikend om te waarborgen dat het terugkeerverlies van het filter groter is dan 20dB over de bandbreedte van het filter.
5 Het E-vlakfilter 300 wordt vervaardigd uit spuitgegoten zink (Zamak #3) met een ontwerphoek van 2.5°, toleranties van ±15μηη op de kritieke afmetingen, en ±50μιη op de lengte van de golfgeleider. Het tussenschot wordt vervaardigd uit roestvast staal van 200μτη dikte met een tolerantie van ±20μπι op de dikte, 10 ±15μπι op de kritieke afmetingen, en ±2 5μηι op de lengte van het tussenschot. Het tussenschot werd na vervaardiging met koper bekleed.
Het filter werd gemodelleerd met HFSS met een geleiding 15 van 1.6e7S/mvoor de zinkgolfgeleiderhelften en 5.8e7S/m voor het met koper beklede roestvast stalen tussenschot. De geleiding van koper was voldoende om het tussenschot te modelleren, omdat de huiddikte kleiner was dan de bekledingsdikte van het koper.
20
De gemeten filterresponsie zonder afstemming in vergelijking met een gemodelleerde responsie volgens HFSS wordt in Fig. 11 getoond. Het is zichtbaar dat er zoals verwacht een aanzienlijke frequentieverschuiving (+140MHz) is 25 opgetreden, maar dat de vorm van de filterresponsie tamelijk dicht bij de gemodelleerde responsie ligt.
Fig. 12 toont de gemeten responsie na afstemming in vergelijking met de gemodelleerde responsie onder 30 gebruikmaking van de ontwerpafmetingen volgens paragraaf III.
De middenfrequentie is met succes afgestemd, en de vorm van de responsie ligt nog steeds tamelijk dicht bij de oorspronkelijke, echter de bandbreedte is verkleind.
IV. Diëlectrisch afstemelement en -techniek
De afstemtechniek volgens de uitvoeringen van de uitvinding kunnen het aanbrengen van een stuk diëlectricum 1 022 /22 35 18 over de gehele lengte van een gemonteerd E-vlakfilter omvatten om gelijktijdig alle resonatoren af te stemmen. De afmeting en plaatsing van het stuk diëlectricum worden bepaald door de benodigde hoeveelheid frequentieverschuiving. Voor de 5 toepassing van deze diëlectrische afstemtechniek moet het filter voor een hogere frequentie worden ontworpen dan nodig is, zodat de frequentie met toleranties hetzij exact juist is, of een neerwaartse afstemming van de frequentie vereist, aangezien het diëlectricum de middenfrequentie verlaagt. Deze 10 afstemtechniek is geschikt voor computerbestuurde massaproductie.
Figuren 4 tot 9 illustreren verscheidene verschillend vormgegeven diëlectrische afstemelementen, die kunnen worden 15 gebruikt in een samengesteld golfgeleiderfilter, overeenkomstig de uitvoeringen van de uitvinding. Voorbeelden van waar het diëlectrische afstemelement in de golfgeleideruitsparing kan worden ingevoegd omvatten: a) een hoekig diëlectrisch afstemelement 450 diagonaal 20 aangebracht over een of beide helften van de golfgeleider (in Figuur 4 wordt één helft getoond); b) een vlak, rechthoekig diëlectrisch afstemelement 550 direct onder het midden van de golfgeleider aangebracht evenwijdig aan het tussenschot aan één of beide zijden 25 (in Figuur 5 wordt één zijde getoond); c) een U-vormig diëlectrisch afstemelement 650 dat is aangebracht in de golfgeleider en contact maakt met de zijkanten en achterwand van één helft, of beide helften, van de golfgeleider (in Figuur 6 wordt één 30 helft getoond); d) een U-vormig diëlectrisch afstemelement 750 met flenzen aan tegenover elkaar gelegen zijden dat is aangebracht in de golfgeleider en contact maakt met de zijwanden en achterwand van één helft of beide helften, van de 35 golfgeleider (in Figuur 7 wordt één helft getoond); e) een gekromd U-vormig diëlectrisch afstemelement 850 dat is aangebracht in hetzij één helft of beide helften van 1022/^2 19 de golfgeleider (in Figuur 8 wordt één helft getoond); en f) een L-vormig diëlectrisch afstemelement 950 dat is aangebracht langs 1, 2, 3, of alle golfgeleiderwanden 5 zodanig dat het diëlectricum loodrecht op de scheidingswand staat (in Figuur 9 wordt een diëlectrisch afstemelement getoond dat is aangebracht langs slechts 1 wand).
Het diëlectrische afstemelement is bij voorkeur langwerpig van 10 vorm om in de langwerpige golfgeleideruitsparing te passen of deze aan te vullen. De vakman zal in het licht van deze openbaring inzien dat verschillende verhoudingen, inclusief lengtes en diktes, van het diëlectrische afstemelement kunnen worden toegepast zonder de strekking en aard van de uitvinding 15 te verlaten.^
Figuren 4A, 4B, en 4C tonen een gemonteerd filter 400 waarbij het diëlectrische afstemelement 450 diagonaal is aangebracht in de golfgeleideruitsparing 420, het hoekige L-vormige diëlectrische afstemelement 450, respectievelijk een 20 aanzicht in onderdelen van het filter 400 en diëlectrisch afstemelement 450. Het golfgeleiderfilter 400 bevat twee bijpassende golfgeleiderdelen 410A, 410B, welke bij montage flenzen vormen aan elk uiteinde van de golfgeleider 410. Ook heeft elk golfgeleiderdeel 410A, 410B een groef of een sleuf 25 in een zijde, zodat bij montage van de golfgeleiderdelen 410A, 410B de golfgeleideruitsparing 420 ontstaat. Zoals in Figuur 4C is getoond, wordt een enkelvoudig tussenschot 430 toegepast, dat zeven uitsparingen of vensters heeft die zodanig zijn geponst in een middengebied van het tussenschot 30 430 dat twee flensgebieden overblijven voor plaatsing tussen de golfgeleiderdelen 410A, 410B en juiste uitlijning. Het in hoofdzaak L-vormige diëlectrische afstemelement 450 heeft twee openingen in het korte been van de "L" nabij tegenover elkaar gelegen uiteinden van dat element 450. Bij de vouw die wordt 35 gevormd door het hoekige afstemelement en in een respectievelijke opening ligt een uitstekende lip, die bij voorkeur ingrijpt in een bijpassende opening van het tussenschot 450. Twee andere lippen reiken vanaf het ’i 0 ; Z. : C ^ 20 tegenovergelegen deel van het lange been van de "L" dat op soortgelijke wijze verbinding kan maken met openingen in de golf-geleiderbehuizing 410. De vakman zal in het licht van deze openbaring inzien dat de genoemde lippen in deze en de 5 volgende uitvoeringen louter voorkeuren zijn en kunnen worden weggelaten of gewijzigd, zonder de strekking en geest van de uitvinding te verlaten. Hetzelfde is van toepassing op de genoemde openingen. Beide kenmerken hebben slechts uitlijning en borging van het diëlectrische afstemelement tot doel.
10
Figuren 5A, 5B, en 5C tonen een gemonteerd filter 500, waarbij het diëlectrische afstemelement 550 rechtstreeks in het midden van de golfgeleider is aangebracht evenwijdig aan het tussenschot 530, het vlakke, rechthoekige diëlectrische 15 afstemelement 550, respectievelijk een aanzicht in onderdelen van het filter 500 en het diëlectrische afstemelement 550. In Figuur 5 hebben elementen die gelijk of soortgelijk zijn aan kenmerken beschreven onder verwijzing naar Figuur 4 soortgelijke nummering (bijvoorbeeld filter 400 in Fig. 4 en 20 filter 500 in Fig. 5), en de beschrijving van dezelfde kenmerken wordt niet uitgevoerd, om herhaling te voorkomen. Hetzelfde principe is van toepassing op de resterende tekeningen. Het vlakke, rechthoekige diëlectrische afstemelement 550 heeft twee lippen aan beide in 25 lengterichting tegenover elkaar gelegen zijden (in totaal 4 lippen), elk nabij het uiteinde in lengterichting van het element 550. De lippen kunnen worden uitgelijnd met overeenkomstige groeven in de golfgeleiderlichamen 510A en 510B om het diëlectricum te borgen.
30
Figuren 6A, 6B, en 6C tonen een gemonteerd filter 600 waarbij het diëlectrische afstemelement 650 is aangebracht in de golfgeleideruitsparing 620, een U-vormig diëlectrisch afstemelement 650 aangebracht in de golfgeleideruitsparing 620 35 en contact makend met de zijwanden en een achterwand van het golfgeleiderdeel 610B, respectievelijk een aanzicht in onderdelen van het filter 600 en diëlectrisch afstemelement 650. Elke wand of langwerpig gedeelte van het diëlectrische 1 022722 21 afstemelement 650 staat in hoofdzaak loodrecht op de aangrenzende wand, zodat het afstemelement 650 netjes in een gedeelte van de rechthoekige dwarsdoorsnede van de golfgeleideruitsparing 620 past. Op soortgelijke wijze als het 5 diëlectrische afstemelement 550 uit Fig. 5 heeft het U-vormige afstemelement 650 bij voorkeur vier lippen, waarvan er twee uitsteken vanaf elke rand van een evenwijdige wand van de "U" . Deze lippen kunnen wederom bij voorkeur ingrijpen in bijpassende groeven in het tussenschot 630 om het diëlectricum 10 te borgen.
Figuren 7A, 7B, en 7C tonen een gemonteerd filter 700 waarbij het diëlectrische afstemelement of deel 750 rechtstreeks is aangebracht in de golfgeleideruitsparing naast 15 het tussenschot 730, een U-vormig diëlectrisch afstemelement 750 dat is aangebracht in de golfgeleideruitsparing 720 en contact maakt met zijwanden en achterwand van het golfgeleiderdeel 710B, respectievelijk een aanzicht in onderdelen van het filter 700 en het het diëlectrische 20 afstemelement 750. Het diëlectrische afstemelement 750 heeft een in hoofdzaak gelijke constructie aan die van het afstemelement 650 uit Figuur 6, maar het diëlectrische afstemelement 750 heeft bovendien twee flenzen met lippen en openingen met een soortgelijke constructie als die van 25 afstemelement 450 uit Figuur 4. Op soortgelijke wijze als het diëlectrische afstemelement 550 uit Figuur 5 heeft het U-vormige afstemelement 650 vier lippen, waarvan er twee uitsteken vanaf elke rand van een evenwijdige wand van de "U". Elke flens strekt zich in hoofdzaak loodrecht uit vanaf een 30 aangrenzende, evenwijdige wand van de "U". Wederom kunnen deze lippen bij voorkeur aangrijpen in bijpassende groeven van het tussenschot 730.
Figuren 8A, 8B, en 8C tonen een gemonteerd filter 800 35 waarbij het diëlectrische afstemelement 850 is aangebracht in de golfgeleideruitsparing 820, en afgerond of gekromd U-vormig diëlectrisch afstemelement 850 is aangebracht in de golfgeleideruitsparing 820 en in hoofdzaak staat met zijwanden 1022722 22 en contact maakt met tenminste een punt op een achterwand van het golfgeleiderdeel 810B, respectievelijk een aanzicht in onderdelen van het filter 800 en het diëlectrische afstemelement 850. De voet van de ”U" is bij dit afstemelement 5 850 afgerond. Op soortgelijke wijze als bij het diëlectrische afstemelement 650 uit Figuur 6, heeft het U-vormige afstemelement 850 bij voorkeur vier lippen, waarvan er zich twee uitstrekken vanaf elke rand van een evenwijdige wand van de "U".
10
Figuren 9A, 9B, en 9C tonen een gemonteerd filter 900 waarbij het diëlectrische afstemelement 950 is aangebracht langs 1, 2, 3, of alle wanden van de golfgeleider, op zodanige wijze dat het diëlectricum loodrecht staat op het tussenschot, 15 het L-vormige diëlectrische afstemelement 950, respectievelijk een aanzicht in onderdelen van het filter 900 en diëlectrisch afstemelement 950. Het L-vormige diëlectrische afstemelement heeft bij voorkeur twee openingen in het korte been van de "L" nabij tegenover elkaar gelegen uiteinden van dat element 950. 20 Bij de vouw van de "L" van het afstemelement en in een respectievelijke opening ligt een uitstekende lip. Twee andere lippen strekken zich bij voorkeur uit vanaf de tegenovergestelde zijde van het lange been van de "L". De lippen zijn uitgelijnd ten opzichte van bijpassende groeven in 25 de golfgeleider en het tussenschot om het diëlectricum te borgen.
Figuur 10 toont voorbeelden van hoe door het stansen van het diëlectrische afstemelement 1050 uit Figuur 5 openingen of 30 inspringingen kunnen worden gemaakt om afzonderlijke resonatoren en koppelelementen af te stemmen. Het stansen gebeurt bij voorkeur door een gedeelte vanaf de rand van het diëlectricum af te steken, waarbij de diepte van het gestanste segment de vereiste afstemming bepaalt. Het stansen kan echter 35 ook worden uitgevoerd door gebruik te maken van openingen van verschillende afmeting en vorm.
i 022/22 23
De afstemstructuur waarbij het diëlectricum is aangebracht in het midden van de golfgeleider en in aanraking met het tussenschot (Fig. 5) is de meest gevoelige van de getoonde. In deze samenstelling bevindt het diëlectricum zich midden in het 5 maximum van het elektrische veld en heeft zo de meeste invloed op de responsie. Door het diëlectricum weg te halen bij het maximale veld, hoeven de diëlectrische eigenschappen niet zo nauwkeurig te worden beheerst en zal het verlies als gevolg van het diëlectricum niet zo hoog zijn. De in Fig. 5 getoonde 10 afstemstructuur heeft als nadeel dat het %bandbreedte van het filter gelijktijdig verlaagt met het omlaag schuiven van de frequentie. De in Figuren 6 en 7 getoonde structuren daarentegen verschuiven de frequentie zonder de %bandbreedte te veranderen.
15
De uitvoeringen van de uitvinding maken goedkope afstemming en vervaardiging van E-vlakfliters voor millimetergolven mogelijk. De toegenomen toleranties op de afmetingen van filterelement hebben als hoofdeffect dat zij de 20 responsiefrequentie veranderen, en niet de feitelijke vorm van de responsie. Dit leent zich voor een goedkope diëlectrische afstemtechniek om de frequentieverschuivingen te compenseren.
Er zijn een E-vlak golfgeleiderfilter voor gebruik in banden met millimetergolven, een afstemelement voor een dergelijk E-25 vlak golfgeleiderfilter, en werkwijzen voor de vervaardiging en afstemming van een E-vlak golfgeleiderfilter voor toepassing in banden met millimetergolven beschreven. Het zal voor de vakman duidelijk zijn, in het licht van deze openbaring, dat aanpassingen en/of wijzigingen kunnen worden 30 aangebracht aan de beschreven uitvoeringen zonder de strekking en geest van de uitvinding te verlaten.
ί li' L <L i '·- L>

Claims (43)

1. Werkwijze voor het afstemmen van een E-vlak golfgeleiderfilter, welke werkwijze de volgende stappen omvat: het testen van filterkarakteristieken van genoemd filter, welk filter tenminste twee golfgeleiderdelen en tenminste één 5 tussenschot bevat die aan elkaar zijn gemonteerd, waarbij elk golfgeleiderdeel een vormgegeven oppervlak heeft dat is aangebracht in genoemd golfgeleiderdeel om een golfgeleideruitsparing te verschaffen bij het monteren van genoemde golfgeleiderdelen, waarbij het genoemde tenminste één 10 tussenschot wordt aangebracht in genoemde golfgeleideruitsparing; en het aanbrengen van een diëlectrisch afstemdeel in genoemde golfgeleideruitsparing van dit gemonteerde filter teneinde tenminste één frequentiekarakteristiek van genoemd filter aan 15 te passen op grond van genoemde filtertestkarakteristieken.
2. Werkwijze voor het vervaardigen van een E-vlak golfgeleiderfilter, welke werkwijze de volgende stappen omvat: het monteren van tenminste twee golfgeleiderdelen met tenminste één tussenschot in een golfgeleideruitsparing, 20 waarbij elk golfgeleiderdeel een vormgegeven oppervlak heeft dat zodanig is gevormd in genoemd golfgeleiderdeel dat het de genoemde golfgeleideruitsparing vormt bij het monteren van genoemde golfgeleiderdelen; en het aanbrengen van een diëlectrisch afstemdeel in genoemde 25 golfgeleideruitsparing om tenminste één frequentiekarakteristiek van genoemd filter voor genoemde gemonteerde golfgeleiderdelen en tenminste één tussenschot aan te passen.
3. Werkwijze volgens conclusie 1 of conclusie 2, waarbij 30 genoemd tenminste één tussenschot bestaat uit massief metaal of in een patroon aangebracht metaal op een diëlectrisch substraat (finline). 1022722
4. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, waarbij genoemd tenminste één tussenschot is voorzien van een patroon om resonantie-elementen te vormen binnen genoemde golfgeleideruitsparing.
5. Werkwijze volgens conclusie 2, verder omvattend het testen van filterkarakteristieken van genoemde gemonteerde golfgeleiderdelen en genoemd tenminste één tussenschot voorafgaand aan genoemde aanbrenging.
6. Werkwijze volgens conclusie 1 of conclusie 5, verder omvattende het vervaardigen van genoemd dieëlectrisch afstemdeel op grond van genoemde filtertestkarakteristieken.
7. Werkwijze volgens conclusie 1 of conclusie 2, waarbij genoemd diëlectrisch afstemdeel is voorzien van een patroon 15 voor aanpassing van resonantie-elementen binnen genoemde golfgeleideruitsparing.
8. Werkwijze volgens conclusie 7, waarbij genoemd van een patroon voorzien diëlectrisch afstemdeel openingen of inspringingen heeft die zijn aangebracht in genoemd 20 diëlectrisch afstemdeel.
9. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, waarbij het diëlectrische materiaal van genoemd afstemmingselement goedkoop stansbaar kunststof bevat, zoals polyethyleen.
10. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, waarbij genoemd 25 diëlectrisch afstemdeel een langwerpig lichaam heeft.
11. Werkwijze volgens conclusie 10, waarbij genoemd langwerpig lichaam een dwarsdoorsnedevorm heeft welke er één is uit de groep van vormen bestaand uit: een hoekige of gebogen vorm, een vlakke en rechthoekige vorm, een U-vorm, een
12. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, inclusief het stansen met hoge precisie van tenminste één stansplaat van het tussenschot om genoemd tenminste één tussenschot te vormen.
13. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, verder omvattend het spuitgieten van genoemde tenminste twee golfgeleiderdelen. 1022/22
14. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, verder omvattend het machinaal bewerken van genoemde tenminste twee golfgeleiderdelen.
15. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, waarbij genoemde 5 aanpassingsstap het omlaag verschuiven van een frequentieresponsie van genoemd filter omvat.
16. Een E-vlak golfgeleiderfilter, welk filter omvat: tenminste twee golfgeleiderdelen, waarbij elk golfgeleiderdeel een vormgegeven oppervlak heeft dat in 10 genoemd golfgeleiderdeel is aangebracht om een golfgeleideruitsparing te doen ontstaan bij het monteren van genoemd golfgeleiderdeel; tenminste één tussenschot aangebracht in genoemde golfgeleideruitsparing; en 15 een diëlectrisch afstemdeel dat is aangebracht in genoemde golfgeleideruitsparing van genoemd gemonteerd filter om tenminste één frequentiekarakteristiek van genoemd filter aan te passen op grond van filtertestkarakteristieken.
17. Filter volgens conclusie 16, waarbij genoemd tenminste 20 één tussenschot uit metaal of finline bestaat.
18. Filter volgens conclusie 16, waarbij genoemd tenminste één tussenschot van een patroon is voorzien om resonantie-elementen te vormen binnen genoemde golfgeleideruitsparing.
19. Filter volgens conclusie 16, waarbij genoemd 25 diëlectrisch afstemdeel is gemaakt op grond van filtertestkarakteristieken van genoemde tenminste twee gemonteerde golfgeleiderdelen en genoemd tenminste één tussenschot, voorafgaand aan het aanbrengen van genoemd diëlectrisch afstemdeel in genoemde golfgeleideruitsparing.
20. Filter volgens conclusie 16, waarbij genoemd diëlectrisch afstemdeel is voorzien van een patroon om resonantie-elementen in genoemde golfgeleideruitsparing aan te passen.
21. Filter volgens conclusie 20, waarbij genoemd van een 35 patroon voorzien diëlectrisch afstemdeel hetzij openingen of uitsparingen heeft die zijn aangebracht in genoemd diëlectrisch afstemdeel. "ï ^
22. Filter volgens conclusie 16, waarbij het diëlectrische materiaal goedkoop stansbaar kunststof bevat, zoals polyethyleen.
23. Filter volgens conclusie 16, waarbij genoemd 5 diëlectrisch afstemdeel een langwerpig lichaam heeft.
24. Filter volgens conclusie 23, waarbij genoemd langwerpig lichaam een dwarsdoorsnedevorm heeft gekozen uit de groep van vormen bestaande uit: een hoekige of gebogen vorm, een vlakke en rechthoekige vorm, een U-vorm, een U-vorm met 10 flenzen, een afgeronde of gekromde U-vorm, en een L-vorm.
25. Filter volgens conclusie 16, waarbij genoemd tenminste één tussenschot wordt gevormd door stansen met hoge precisie van tenminste één tussenschotstansplaat.
26. Filter volgens conclusie 16, waarbij genoemde 15 tenminste twee golfgeleiderdelen zijn spuitgegoten.
27. Filter volgens conclusie 16, waarbij genoemde tenminste twee golfgeleiderdelen machinaal zijn bewerkt.
28. Afstemdeel voor E-vlak golfgeleiderfilter, welk filter tenminste twee golfgeleiderdelen en tenminste één tussenschot 20 bevat, waarbij elk golfgeleiderdeel een vormgegeven oppervlak heeft dat is gevormd in genoemd golfgeleiderdeel om een golfgeleideruitsparing te doen ontstaan bij het monteren van beide golfgeleiderdelen, waarbij genoemd tenminste één tussenschot is aangebracht in genoemde tenminste één 25 golfgeleideruitsparing, waarbij genoemd afstemdeel omvat: een diëlectrisch deel voor het aanpassen van tenminste één frequentiekarakteristiek van genoemd filter bij het aanbrengen in genoemde golfgeleideruitsparing, waarbij genoemd diëlectrisch deel wordt gemaakt op grond van 30 frequentietestkarakteristieken van genoemd filter voor de gemonteerde golfgeleiderdelen en tenminste één septum.
29. Afstemdeel volgens conclusie 28, waarbij genoemd tenminste één tussenschot bestaat uit metaal of finline.
30. Afstemdeel volgens conclusie 28, waarbij genoemd 35 tenminste één tussenschot is voorzien van een patroon om resonantie-elementen te vormen binnen genoemde golfgeleideruitsparing. 1022722
30 U-vorm met flenzen, een afgeronde of gekromde U-vorm, en een L-vorm.
31. Afstemdeel volgens conclusie 28, waarbij genoemd diëlectrisch deel wordt gevormd op grond van filtertestkarakteristieken van genoemde tenminste twee gemonteerde golfgeleiderdelen en genoemd tenminste één 5 tussenschot voorafgaand aan het aanbrengen van genoemd diëlectrisch afstemdeel in genoemde golfgeleideruitsparing.
32. Afstemdeel volgens conclusie 28, waarbij genoemd diëlectrisch deel is voorzien van een patroon om resonantie-elementen in genoemde golfgeleideruitsparing aan te passen.
33. Afstemdeel volgens conclusie 32, waarbij genoemd van een patroon voorzien diëlectrisch deel openingen heeft die zijn aangebracht in genoemd diëlectrisch deel.
34. Afstemdeel volgens conclusie 28, waarbij het diëlectrische materiaal goedkoop stansbaar kunststof bevat, 15 zoals polyethyleen.
35. Afstemdeel volgens conclusie 28, waarbij genoemd diëlectrisch deel een langwerpig lichaam heeft.
36. Afstemdeel volgens conclusie 35, waarbij genoemd langwerpig lichaam een dwarsdoorsnedevorm heeft welke is 20 gekozen uit de groep van vormen bestaande uit: een hoekige of . gebogen vorm, een vlakke en rechthoekige vorm, een U-vorm, een U-vorm met flenzen, een afgeronde of gekromde U-vorm, en een L-vorm.
37. Afstemdeel volgens conclusie 28, waarbij genoemd 25 tenminste één tussenschot zijn gemaakt door tenminste één tussenschotstansplaat met hoge precisie te stansen.
38. Afstemdeel volgens conclusie 28, waarbij genoemd tenminste twee golfgeleiderdelen zijn spuitgegoten.
39. Afstemdeel volgens conclusie 28, waarbij genoemde 30 tenminste twee golfgeleiderdelen machinaal zijn bewerkt.
40. Werkwijze voor het afstemmen van een E-vlak golfgeleiderfilter, welke werkwijze in hoofdzaak verloopt zoals hiervoor wordt geopenbaard onder verwijzing naar een of meer der Figuren 4-9 van de begeleidende tekeningen.
41. Werkwijze voor het vervaardigen van een E-vlak golfgeleiderfilter, welke werkwijze in hoofdzaak verloopt zoals hiervoor is geopenbaard onder verwijzing naar een of meer der Figuren 4-9 van de begeleidende tekeningen. 1022722
42. E-vlak golfgeleiderfilter, welk genoemd filter in hoofdzaak is zoals hiervoor is geopenbaard onder verwijzing naar. een of meer der Figuren 4-12 van de begeleidende tekeningen.
43. Afstemdeel voor een E-vlak golfgeleiderfilter, waarbij genoemd filter tenminste twee golfgeleiderdelen en tenminste één tussenschot bevat, waarbij elk golfgeleiderdeel een vormgegeven oppervlak heeft dat is aangebracht in genoemd golfgeleiderdeel om een golfgeleideruitsparing te doen 10 ontstaan bij het monteren van genoemde golfgeleiderdelen, welk genoemd tenminste één tussenschot is aangebracht in genoemde golfgeleideruitsparing, waarbij genoemd afstemdeel in hoofdzaak is zoals hiervoor is geopenbaard onder verwijzing naar een of meer der Figuren 4-12 van de begeleidende 15 tekeningen. '1 0 Z 2 i
NL1022722A 2002-02-19 2003-02-18 Goedkope diÙlectrische afstemming voor E-vlak filters. NL1022722C2 (nl)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AUPS061802 2002-02-19
AUPS0618A AUPS061802A0 (en) 2002-02-19 2002-02-19 Low cost dielectric tuning for e-plane filters

Publications (2)

Publication Number Publication Date
NL1022722A1 NL1022722A1 (nl) 2003-09-08
NL1022722C2 true NL1022722C2 (nl) 2003-11-11

Family

ID=29721143

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL1022722A NL1022722C2 (nl) 2002-02-19 2003-02-18 Goedkope diÙlectrische afstemming voor E-vlak filters.

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20040017272A1 (nl)
AU (2) AUPS061802A0 (nl)
DE (1) DE10306773A1 (nl)
FR (1) FR2836286B1 (nl)
GB (1) GB2387718B (nl)
NL (1) NL1022722C2 (nl)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI365569B (en) * 2008-08-29 2012-06-01 Azure Shine Int Inc Filtering unit
KR101133743B1 (ko) 2008-12-03 2012-04-09 한국전자통신연구원 도파관을 사용하는 프로브 및 안테나
JP5187766B2 (ja) * 2009-06-23 2013-04-24 Necエンジニアリング株式会社 チューナブル帯域通過フィルタ
JP5857717B2 (ja) * 2011-12-19 2016-02-10 日本電気株式会社 チューナブルフィルタ
CN103891041B (zh) 2013-07-04 2015-09-30 华为技术有限公司 滤波器、通信装置及通信系统
HUE043289T2 (hu) 2014-12-18 2019-08-28 Huawei Tech Co Ltd Hangolható szûrõ
DK3266062T3 (en) * 2015-03-01 2018-11-26 Ericsson Telefon Ab L M Waveguide E-plane-FILTER
CN105067921A (zh) * 2015-08-04 2015-11-18 武汉凡谷电子技术股份有限公司 基于双三轴运动机械臂的滤波器自动调试系统
CN111883890A (zh) * 2016-12-30 2020-11-03 华为技术有限公司 一种可调滤波器及可调滤波设备
US11189896B2 (en) 2017-12-21 2021-11-30 Gowrish Basavarajappa Tunable bandpass filter with constant absolute bandwidth using single tuning element
CN112909458B (zh) * 2021-02-08 2021-09-10 湖南国科雷电子科技有限公司 一种w波段e面波导滤波器
CN113258246B (zh) * 2021-03-26 2022-09-23 武汉凡谷电子技术股份有限公司 介质滤波器的制作方法
CN115863947B (zh) * 2022-10-21 2024-04-02 电子科技大学 一种t形波导调配器

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4028650A (en) * 1972-05-23 1977-06-07 Nippon Hoso Kyokai Microwave circuits constructed inside a waveguide
JPS5654101A (en) * 1979-10-11 1981-05-14 Toshiba Corp Microwave plane circuit
US4761625A (en) * 1986-06-20 1988-08-02 Rca Corporation Tunable waveguide bandpass filter
US4990871A (en) * 1988-08-25 1991-02-05 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Variable printed circuit waveguide filter
US5808528A (en) * 1996-09-05 1998-09-15 Digital Microwave Corporation Broad-band tunable waveguide filter using etched septum discontinuities

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS583401B2 (ja) * 1972-05-23 1983-01-21 日本放送協会 マイクロハカイロ
US4990870A (en) * 1989-11-06 1991-02-05 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Waveguide bandpass filter having a non-contacting printed circuit filter assembly
GB9219525D0 (en) * 1992-09-15 1992-10-28 Vinten Group Plc Improvements in or relating to tiltable payload mounting
US5990871A (en) * 1995-04-12 1999-11-23 Microsoft Corporation Ergonomic pointing device
US6392508B1 (en) * 2000-03-28 2002-05-21 Nortel Networks Limited Tuneable waveguide filter and method of design thereof
US6683513B2 (en) * 2000-10-26 2004-01-27 Paratek Microwave, Inc. Electronically tunable RF diplexers tuned by tunable capacitors
US6724280B2 (en) * 2001-03-27 2004-04-20 Paratek Microwave, Inc. Tunable RF devices with metallized non-metallic bodies

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4028650A (en) * 1972-05-23 1977-06-07 Nippon Hoso Kyokai Microwave circuits constructed inside a waveguide
JPS5654101A (en) * 1979-10-11 1981-05-14 Toshiba Corp Microwave plane circuit
US4761625A (en) * 1986-06-20 1988-08-02 Rca Corporation Tunable waveguide bandpass filter
US4990871A (en) * 1988-08-25 1991-02-05 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Variable printed circuit waveguide filter
US5808528A (en) * 1996-09-05 1998-09-15 Digital Microwave Corporation Broad-band tunable waveguide filter using etched septum discontinuities

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 005, no. 117 (E - 067) 28 July 1981 (1981-07-28) *
R. VAHLDIECK ET AL.: "FINLINE AND METAL INSERT FILTERS WITH IMPROVED PASSBAND SEPARATION AND INCREASED STOPBAND ATTENUATION", IEEE TRANSACTIONS ON MICROWAVE THEORY AND TECHNIQUES., vol. 33, no. 12, December 1985 (1985-12-01), IEEE INC. NEW YORK., US, pages 1333 - 1339, XP002244178, ISSN: 0018-9480 *

Also Published As

Publication number Publication date
FR2836286B1 (fr) 2006-06-23
AU2003200527A1 (en) 2003-09-04
GB2387718A (en) 2003-10-22
US20040017272A1 (en) 2004-01-29
DE10306773A1 (de) 2003-11-06
NL1022722A1 (nl) 2003-09-08
AUPS061802A0 (en) 2002-03-14
FR2836286A1 (fr) 2003-08-22
GB0303808D0 (en) 2003-03-26
GB2387718B (en) 2005-12-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NL1022722C2 (nl) Goedkope diÙlectrische afstemming voor E-vlak filters.
Martinez et al. Compact CPW-fed combline filter in substrate integrated waveguide technology
US6977560B2 (en) Input/output coupling structure for dielectric waveguide resonator
Henry et al. Millimeter wave substrate integrated waveguide antennas: Design and fabrication analysis
Willke et al. LIGA micromachined planar transmission lines and filters
EP0896380A2 (en) Dielectric waveguide
Choi et al. A V-band planar narrow bandpass filter using a new type integrated waveguide transition
Mira et al. Mechanical tuning of substrate integrated waveguide resonators
CN110474138B (zh) 一种可重构功分滤波器
López-Oliver et al. 3-D-printed compact bandpass filters based on conical posts
Brown et al. Compact mechanically tunable microstrip bandstop filter with constant absolute bandwidth using an embedded metamaterial-based EBG
EP0083132B1 (en) Bandpass filters
Santiago et al. Robust design of 3D-printed W-band bandpass filters using gap waveguide technology
Zhu et al. 3-D printed W-band waveguide twist with integrated filtering
Ghazali et al. 3D printed metalized plastic waveguides for microwave components
Morote et al. Analytical model of a printed transition for SIW antennas
Dabhi et al. Parallel coupled microstrip bandpass filter designed and modeled at 2 GHz
Miek et al. WR-3 band waveguide filter tolerance analysis and surface metallization comparison
Nam et al. Theory for pseudo-butterworth filter response and its application to bandwidth tuning
Dong et al. Robust fast electromagnetic optimization of SIW filters using model-based deviation estimation and Jacobian matrix update
US20080211603A1 (en) Filter Coupled by Conductive Plates Having Curved Surface
Do et al. A high-Q W band tunable bandpass filter
Zhao et al. A general design method for band-pass post filters in rectangular waveguide and substrate integrated waveguide
Miek et al. T-shaped dual-mode waveguide filters with low manufacturing complexity for mm-Wave applications
Stefanovski Pajović et al. Fabrication parameters affecting implementation of waveguide bandpass filter with complementary split-ring resonators

Legal Events

Date Code Title Description
AD1B A search report has been drawn up
PD2B A search report has been drawn up
V1 Lapsed because of non-payment of the annual fee

Effective date: 20110901