NO149404B - Filter for elektromagnetiske boelger - Google Patents
Filter for elektromagnetiske boelger Download PDFInfo
- Publication number
- NO149404B NO149404B NO742560A NO742560A NO149404B NO 149404 B NO149404 B NO 149404B NO 742560 A NO742560 A NO 742560A NO 742560 A NO742560 A NO 742560A NO 149404 B NO149404 B NO 149404B
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- filter
- resonators
- resonator
- specified
- dielectric resonators
- Prior art date
Links
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 13
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 13
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 13
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims description 9
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 6
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 claims description 3
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 claims 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 14
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 10
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 8
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 6
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 6
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 5
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 5
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 4
- 238000013461 design Methods 0.000 description 4
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 3
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 3
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 3
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 2
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001374 Invar Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920006328 Styrofoam Polymers 0.000 description 1
- 210000001015 abdomen Anatomy 0.000 description 1
- 229910052614 beryl Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 239000000872 buffer Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 238000010237 hybrid technique Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 229910000833 kovar Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000010349 pulsation Effects 0.000 description 1
- 230000001846 repelling effect Effects 0.000 description 1
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 1
- 239000008261 styrofoam Substances 0.000 description 1
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
- H01P1/00—Auxiliary devices
- H01P1/20—Frequency-selective devices, e.g. filters
- H01P1/207—Hollow waveguide filters
- H01P1/208—Cascaded cavities; Cascaded resonators inside a hollow waveguide structure
- H01P1/2084—Cascaded cavities; Cascaded resonators inside a hollow waveguide structure with dielectric resonators
Landscapes
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
- Filtering Of Dispersed Particles In Gases (AREA)
Description
Oppfinnelsen vedrører et filter,, for elektromagnetiske bølger som .angitt i ingressen av^rav 1 ..
Dielektriske resonatorer, dvs. stoff, som ved ringe taps-vinkel har en høy dielektrisitetskonstant, f.eks. titan-dioksyd (Rutil, Ti02, £ r = 90,,tg<$ = 3.10~<4>), kan som kjent bidra vesentlig til reduksjon av størrelsen av mikro-bølgefiltre. Ifølge teoretiske undersøkelser foretatt av ansøker på en kulemodell.oppnås ved slike resonatorer bare optimale Q-verdier, når resonatoren er metallisk skjermet, hvorved det overalt mellom skjermingen og det dielektriske legeme må opprettholdes et visst mellomrom. Som regel bør skjermingsbredden utgjøre minst det dobbelte av resonatorens største dimensjon. Resonatoren må derfor avstøttes og fik-seres mekanisk med isolasjonsstoff overfor skjermingen. Så lenge det avstøttende materiales dielektrisitetskonstant er ringe i forhold til resonatormaterialets, vil befestigelsen praktisk talt ikke få noen innflydelse på resonatorens ad-ferd.
Det er imidlertid også bestemte maksimalgrenser for skjermingens bredde. For oppnåelse av en optimal fjernselektivitet (dempningsevnen langt utenfor filterets passområde)
for filteret, må bl.a. den direkte feltvirkning (Felddurch-griff) gjennom skjermingsrøret (mellom inn- og utkobling) være minst mulig, dvs. den lavest mulige hulleder-grensefrekvens, for TE^-modus ved runde rør, må passende ligge over filterets høyeste passfrekvens. Overholdelse av de nevnte krav: dobbelt så stor skjermingsdiameter som største bredde av den dielektriske resonator og med en bestemt faktor høyere hulleder-grensefrekvens for skjermingen enn filterets passfrekvens, fører til en forskrift for minstever-dien av £ for resonatormaterialet, hvor dielektriske filtre med skjermede resonatorer ennå kan virkeliggjøres på en meningsfylt måte. Ved skiveformede resonatorer i runde skjerrningsrør vil dette f.eks., hvis 1,8 fastsettes som laveste tillatte verdi for begge forhold (diameter, frekvenser) , medføre at dielektrisitetskonstanten for resonatormaterialet må være minst 40.
I praksis trenger man filterkurver som.ikke har inntrengningstap i en større omgivelse av transmisjonsområdet. Slike forstyrrende resonanser kan f.eks. oppstå som følge av ani-sotropier i resonatormaterialet og som følge av den sving-ningsmodi som er tilordnet den til enhver tid anvendte resonatorform. Dempning hhv. eliminering av slike sidereso-nanser er i første rekke et spørsmål om resonatorformen og den aktiviserte svingningstype. Med hensyn til svingningstype aktiviseres med fordel resonatorens grunnmodus, idet denne som regel har størst avstand fra de høyere egenresonanser. Også tilkoblingen er enklere enn for en høyere re-sonans. Ved de ovennevnte geometriske forhold mellom resonator og skjerming har ansøkerens nevnte beregninger for kulemodellen vist at laveste modus alltid er en TE- (eller H-) type,karakterisert vedet sirkulært E-felt og et toroideformet H-felt.
Ved ytterligere eksperimenter som ble utført av ansøkeren, har det bl.a. vist seg at all keramikk til tross for den polykrystallinske struktur til en viss grad er anisotrop. Følgelig kan det også ved resonatorformer med identiske dimensjoner i de tre ortogonale akseretninger opptre en resonansspaltning i to eller tre frekvenser. Slike resonatorformer (f.eks. kule, terning) er derfor uegnet for filter-formål. Man må snarere gå frem på motsatt måte og velge en resonatorform, hvor i det minste den lengde som er utslags-givende for grunnfrekvensen er mest mulig forskjellig fra de to andre, slik at tilhørende egenfrekvens har tilstrekke-lig avstand fra egenfrekvensene for de andre lengdene. En muliq anisotropi i resonatormaterialet, som virker på samme måte som om de respektive lengder ved et isotropt legeme av-vek noe fra sine nominelle verdier, vil da bare ha (ringe) innflydelse på resonansfrevkensen, men kan ikke lenger be-virke resonansspaltning. En resonatorform som på grunnlag av eksperimenter (og litteraturangivelser) oppfyller disse betingelser i stor utstrekning, er den dielektriske skive. Laveste modus er TEqi]__ (eller Hg^-) svingningen (sirkulært E-felt, toroideformet H-felt). For at avstanden mellom neste, høyere resonanser og grunnresonansen skal være optimal (ca. en faktor 1,4), må forholdet skivetykkelse: skiveradius være ca. 0,8 (jfr. /.I/ s. 219, se litteraturfortegnelse i slutten av beskrivelsen).
Den dielektriske skives resonansadferd ble først undersøkt teoretisk på fritt svingende skiver (dvs. uten skjerming) /2/. Med slike resonatorer, allsidig omgitt av en skjerming med et luftfylt mellomrom, ble det efter tur også bygget og målt forskjelliae mikrobølgefiltre /3/, /4/, /5/. Ved de her interessante anordninger ble skjermingens diameter på rent empirisk grunnlag., gjennomgående gjort omtrent dobbelt så stor som skivediameteren. Av de nevnte beregninger med kulemodellen fremgår også at en fritt svingende dielektrisk resonators resonansadferd ved disse geometriske forhold uten videre kan overføres på tilfellet med skjerming.
Andre vesentlige problematiske punkter ved et dielektrisk filter er den isolerte avstøtting av de dielektriske skivene overfor skjermingen, avstemningsmåten for de enkelte resonatorer, anordningen av tilkoblingen til filterledningene på inngangs- og utgangssiden, utførelsen av mellomkretskoblingene samt innordningen av filtret f.eks. i koblingene i båndlinje-teknikken.
Hva angår resonatoravstøtting og -avstemning er det beskre-vet en konkret utførelse i /4/ med et femkrets-mikrobølge-filter som eksempel. De skiveformede TiC^-resonatorer er i skjermingsrøret anordnet i bestemte avstander parallelt med tverrsnittsplanet, hvorved et frittbærende isolasjonsrør som er lagret i begge ender, virker som feste. Til avstemning får skivene hver sin radiale lommeboring som når inn til sentrum og hvori det utenfra, gjennom skjermingen, inn-føres keramikkstifter bestående av Ti02-materiale. Den me-kaniske forbindelse mellom avstemningsstiftene og skjer-mingshuset opprettes via metalliske gjengehylser, hvori stiftene er kittet fast. Balanseringen av mellomkretskoblingene ble foretatt ved forstørrelse av resonatoravstan-dene, symmetrisk mot filtrets sentrum. Uheldig i denne forbindelse er den ringe stivhet av resonatorfestet. Fikserin- gen av avstemningskjernene via metallhylser skaper erfarings-messig biresonanser, de økende resonatoravstander mot filterets sentrum fører til uønsket store konstruksjonslengder for filteret, omstillingen av filteret til en annen båndbredde krever forandret konstruksjonslengde.
Ved en annen anordning (tokretsfilter, jfr. /2/, nr. 2, fig. 4-1, s. 34), hvor skivene i skjermingsrøret ligger i planet for diameter-lengdeaksen, skjer avstemningen ved hjelp av metallskruer, radialt gjennom skjermingsrøret og rettet mot resonatorskivenes sentrum. Skruen og den dielektriske resonator vil like før berøring danne en serieresonans, som gjør avstemningsprosessen meget kritisk. Dessuten bevirker av-stemningsskruen en betydelig reduksjon av krétsgodhetsfak-toren .
Også ved tokretsfilteret i anordningen ifølge /5/ligger Rutil-skivene i skjermingsrørets diameter-lengdeakse-plan. Hva angår resonatorfeste og -avstemning gis her bare oppga-ver over enkretsfiltre: avstøtning åv resonatoren i en hel styroporskive, avstemning ved hjelp av en metallskrue som dreies inn mot skiven i retning av sylinderakseh. Utfyl-lingen av hele skjermingsrørtverrsnittet med isolasjonsstoff reduserer her den laveste hulleder-grensefrekvens og dermed filterets fjernselektivitet. Ulempene ved resonatoravstem-ningen er de samme som ved /2/.
Ved de anordninger som her er av interesse, skjer resonator-tilkoblingen dels med koblingssløyfer /2/, /3/, dels via koblingsbøyler som er åpne i enden og ført langs resonatorskivenes omkrets /4/. Ved utførelsene ifølge /5/ er Rutil-skivene bl. a. på omkretssiden anordnet i strømbuken for ri /4-ledninger som er åpne i enden.
Dessuten er det fra DE-OS 2 047 229 kjent et mikrobølgefil-ter hvor det i et felles rørformet kobberhus efter hverandre er anordnet isolert dielektriske resonatorskiver som kan justeres ved hjelp av tilsvarende avstemningsskruer. Imidlertid er det mellom resonatorene ikke anordnet noen skille vegger med koblingsåpninger slik at en eventuell påvirkning av filterkurven begrenses til avstemningsskruene.
Endelig er det fra DE-OS 1 942 909 kjent et filter med hulromresonatorer hvor skilleveggene mellom enkeltresonato-rene riktignok er anordnet som en nødvendig bestanddel i resonatorene, men anvendes ikke til påvirkning av filter-karakteristikken.
Til grunn for oppfinnelsen ligger den oppgave å tilveie-bringe et dielektrisk filter, fortrinnsvis for mikrobølger, som har en kompakt konstruksjon, på en enkel måte lar seg avstemme hhv. gjennomstemme i et visst område, omfatter nøy-aktig balanserbare elementer for mellomkretskoblingene, likesom en enkel tilkobling for ledningene og er forenlig med båndlednings- hhv. hybridteknikken. Filterkurven skal i en større omgivelse av transmisjonsområdet ikke oppvise forstyrrende resonanser hhv. inntrengningstap. Filteret skal være enkelt å fremstille og godt reproduserbart med henblikk på egenskapene. Som resonatorform benyttes fortrinnsvis skiveformen (tykkelse radius).
Oppgaven løses ved hjelp av et filter av den innlednings-vis nevnte type ved de kjennetegn som fremgår av den kjen-netegnende del av krav 1.
Ytterligere trekk og utformninger av oppfinnelsen vil frem-gå av underkravene samt nedenstående beskrivelse under hen-visning til figurene.
Til grunn for nedenfor beskrevne filterkonstruksjon ligger en rekke erkjennelser som spesielt er fremkommet ved teoretiske undersøkelser med kulemodellen. Således har en metallisk skjerming av den dielektriske resonator praktisk talt ingen innflydelse på dennes resonansfrekvens, når skjermingsrørets vidde gjøres minst ca. dobbelt så stor som det dielektriske legemes største dimensjon. Grunnresonansen svarer derved alltid til TE-grunnmodus (sirkulært E-felt, toroideformet H-felt), og tomgangsgodhetsfaktoren svarer vidtgående til etg &-verdien av resonatormaterialet (6 = tapsvinkelen).
Filterets konstruksjon er nærmere illustrert i fig. 1-7 ved et eksempel på et firekretsfilter. Her viser fig. 1
og 2 hver sitt lengdesnitt og fig. 3 viser tverrsnittet i plan f-f. Snitt-tegningene i fig. 4-7 utgjør vodere-føringer.
De fire skiveformede resonatorene 1 er hver anordnet i sentrum av hulrom bestående av lommeboringer 3 som er anordnet i filterhuset 2 (fortrinnsvis et firkantprofil) på tvers av filteraksen og med lik innbyrdes avstand. Disse hulrom har en diameter som er omtrent dobbelt så stor som skivediameteren. Boringenes dybde kan være noe mindre, f.eks. 1,5 ganger skivediameteren. Resonatorenes avstøtting overfor filterhuset 2 er opprettet via isolasjonsrørene 4 og 5, som hver i en ende, på forbindelsesstedene med resonatorskivene har små fremspring som tjener til sentrering av skiven. Isolasjonsbærerne berører således den dielektriske skiven bare i nærmeste omgivelse av sine kanter, slik at resonator-holdernes reaksjon på resonansfrekvensen og kretsgodhets-faktoren blir minst mulig. Kombinasjonen av resonatoren 1 og de rørformede isolasjonsbærere 4 og 5 presses til slutt med skruen 6 mot lommeboringenes 3 frontflate. Både denne frontflate og skruen 6 har sentrerende fordypninger for isolasjonsbærerne, slik at de dielektriske resonatorenes stilling blir klart fiksert.
Som følge av den enkle formgivning kan isolasjonsbærerne foruten av hardplast også fremstilles av kiselholdig sinter eller keramikk (materiale med forholdsvis ringe € ). For unngåelse av bruddfare ved bruk av støtter av keramiske stoffer kan det, som vist i fig. 4, være anordnet en tallerkenfjær eller membran 7 mellom isolasjonsbæreren 4 og skruen 6. Ekstra sentrering av fjæren 7 med skruen 6 sørger for at fjæren ikke kan komme i kontakt med hullveggen. Even-tuelle dimensjonsforandringer, f.eks. som følge av tempera-turpåvirkning, vil automatisk fanges opp og gjøres virk- ningsløse som følge av denne foranstaltning. På grunn av isolasjonsstøttenes forholdsvis store tverrsnitt oppnås dessuten en forholdsvis god varmebortledning for resonatorene, slik at det med filteret også kan overføres større høyfrekvenseffekter. I ekstreme tilfelle kan det dog som støttemateriale benyttes et særlig varmeledende keramisk materiale, f.eks. berylloksyd (BiO, f r= 6,4 og tgo < = 3.10 -4).
Innretningen til avstemning av skiveresonatorene er anordnet på den kortside av boringene 3 som ligger overfor skruen 6. Inneretningen består av avstemningselementet 8, som fortrinnsvis er fremstilt av samme materiale som resonatoren, en isolasjonsbærer 9 og motmotteren 10. For oppnåelse av et større avstemningsområde er det i resonatoren 1 anordnet et hull 11, gjennom hvilket elementet 8 kan skyves. Diame-teren av kjernen 8 svarer omtrent til resonatorskivens tykkelse. Ved større lengder kan det opptre serie- hhv. sper-reresonanser. Kjernen 8 er ved hjelp av en liten fordypning sentrert i isolasjonsskruen 9 og kittet fast der. Motmut-terne 10 består fortrinnsvis av metall. Derved økes pipe-dempningen (Kamindampfung) av passasjehullene for resonator-avstemningen betydelig og således unngås praktisk talt enhver feltutgang via isolasjonsbærerne 9. Ved tildratte skruer vil resonatoren, resonatorholderen og avstemnings-organet danne en kompakt, mekanisk entydig fiksert enhet.
For oppnåelse av en ønsket filterkarakteristikk kreves det mellom resonatorene bestemte koblingsgrader som avtar symmetrisk fra filterendene mot filterets midte (ved overfø-ringssymmetri). For oppnåelse av disse mellomkretskoblinger er avstandene mellom boringene 3 ifølge oppfinnelsen valgt slik at det mellom dem gjenstår tynne skillevegger 12 i filterhuset. Ved oppboring av disse skilleveggene fra filterhusets kortsider opprettes den til enhver tid nød-vendige koblingsgrad. Hulldiameteren (hull 13 og 14) avtar derved symmetrisk mot filterets midte ifølge en bestemt lov-messighet, slik at den ønskede filterkarakteristikk oppstår. Avgjørende for dette er antall resonatorkretser og rela- tiv båndbredde for filteret samt den tillatte pulsasjon av transmisjonskurven. Den til enhver tid nødvendige hulldia-meter kan le-tt bestemmes på forhånd ifølge kjente metoder og ved hjelp av et tokretsfilter.
Koblingsåpningene danner her en integrerende bestanddel av filterhuset. Det foreligger hverken problemer i forbindelse med kontaktopprettelse eller nødvendighet av lodding. De respektive koblingsgrader bestemmes utelukkende av avstand og diameter av loddrett på hverandre anordnede boringer, og disse dimensjoner lar seg overholde meget nøyaktig. Denne konstruksjon gir seg spesielt heldige utslag ved filtre med høyt kretsantall, f.eks. seks, på grunn av de forholdsvis ringe nødvendige koblingsgrader i filterets midte. Natur-ligvis er også andre koblingsformer tenkelige, f.eks. ved hjelp av slisser i skilleveggene eller metalliske stempler i et filterhus som er utført som firkantrør. Som forsøk imidlertid har vist, vil bare en anordning med entydig de-finerte dimensjoner her gi sikkerhet for en nøyaktig repro-duserbar filterfremstilling.
Resonansaktivisering av de dielektriske skivene skjer i lavest mulige svingningstype, dvs. i TEon~(eHer Hq^^-) modus,karakterisert vedet sirkulært E-felt og et toroideformet H-felt. På grunn av skivenes små dimensjoner i forhold til driftsbølgelengden A i det frie rom er en elektrisk aktivisering praktisk talt ikke mulig.
Resonatorenes mellomkretskoblinger er derfor overveiende av magnetisk art. Likeså vil det for tilkobling av første og siste filterkrets til filterledningene bare være den induktive variant som kommer på tale. I fig. 1 og 2 er filtermateledningene utført som koblingsleder 15. De forløper i rett vinkel mot filterets lengdeakse, slik at bl.a. en enkel montering av filteret f.eks. på trykte plater er mulig.
I stedet for den metalliske forbindelse av lederendene med filterhuset, kan det som vist i fig. 5, også anvendes en kapasitiv overgang 16. Tilkoblingen er optimal, hvis det befinner seg et strømmaksimum på filtermateledningene i koblingsområdet med resonatorene. Dette har dog ved forsøk ikke vist seg å være kritisk. Avvikelser på +A/8 av deri elektriske lengde fra lederendene er fullt ut tillatelige. Den da noe mindre koblingsgrad kan lett utlignes ved for-ringelse av lederavstanden til resonatorene.
Ved filtre med et høyt kretsantall, f.eks. seks, og forholdsvis stor båndbredde, f.eks. 1 % av båndets midtfrekvens , kreves dog en forholdsvis fast tilkobling av resonatorene til filtermateledningene. I fig. 6 og 7 er slike tilkoblingsformer nærmere skissert. I fig. 6 er koblings-lederne 15 delvis ført parallelt med resonatorskivehes peri-feri, i fig. 7 er den induktivitetsfattig forbundet med en metallskive 17, som i sin tur presses med endeskruen 18 mot filterhuset 2.
Foruten av koblingsledernes avstand fra resonatorene avhenger koblingsgraden også av forholdet mellom koblingssløyfe-impedansen og filtermateledningenes bølgemotstand. Den har et relativt maksimum, når sløyfeimpedansen svarer til filtermateledningenes bølgemotstand. Mellom disse to størrelser foreligger således et problem for oppnåelse av et optimum, hvorved enten sløyfeimpedansen kan tilpasses bølgemotstan-den eller denne, f.eks. ved innkobling av en Å/4-transfor-mator, kan tilpasses sløyfeimpedansen.
Den induktive tilkobling av filtermateledningene medfører
en resonansforstemning av første og siste filterkrets i retning av høyere frekvenser, hvorved graden av forstemning avhenger av tilkoblingsgraden og forholdet mellom koblingsleder-induktiviteten og filtermateledningenes bølgemotstand. I avhengighet av de nødvendige filteregenskaper kan denne forstemning utgjøre en til flere prosent av filterets gjen-nomsnittlige transmisjonsfrekvens og dermed omtrent svare til størrelsen av filterets avstemningsområde. I dette tilfelle ville praktisk talt hele avstemningsområdet være nødvendig for etteravstemning av første og siste filterkrets, slik at en gjennomgående avstemning av filteret siden ikke lenger ville være mulig. For at man skal unngå
denne ulempe, foreslås ifølge oppfinnelsen at tilkoblings-forstemningen av første og siste filterkrets umiddelbart korrigeres på vedkommende resonatorer, dvs. at diameter og/ eller tykkelse for disse dielektriske skiver forstørres slik at de tilhørende avstemningsstempler får omtrent samme av-stemningsstilling som avstemningsstemplene for de øvrige resonatorer har. Avstemningsstemplenes gangforskjeller avhenger da bare av de dielektriske resonatorers material-og dimensjonstoleranser.
Som følge av de ifølge oppfinnelsen anordnede diskrete boringene for anbringelse av resonatorene og de utpregede koblingsåpninger, kan den direkte feltvirkning (Felddurch-griff) holdes meget liten, slik at filterets fjernselektivitet praktisk talt svarer til den teoretisk forventede selektivitet. Hulrommene for de dielektriske skivene har selvfølgelig visse egenresonanser sammen med isolasjons-støttene. Den modus, hvor resonatorene aktiviseres, ligger her langt over det frekvensområde som kommer på tale. Dessuten er en frekvensmessig lavere modus mulig,karakterisertved et E-felt i isolasjonsrørenes akseretning og et sirkulært H-felt i boringenes tverrsnittsplan. Aktivisering av denne svingningstype er dog ikke mulig, idet dens E- og H-komponenter står perpendikulært på koblingsmateledningenes, noe som spesielt ved bruk av keramiske avstøttingsstoffer (forholdsvis høy £ ) viser seg å være fordelaktig.
Typiske dimensjoner for et utført dielektrisk firekretsfilter for 8 gHz transmisjonsfrekvens er:
Ved disse dimensjoner utgjør filterets avstemningsområde
ca. 3 % av båndets midtfrekvens. Større områder kan lett oppnås, f.eks. ved forstørrelse av avstemningselementenes diameter, men dette kan medføre en reduksjon av filterets langtidsstabilitet (forstemning av enkelte kretser). Val-get av disse dimensjoner er derfor på mange måter et kom-promiss mellom det ønskede avstemningsområde og den tillatte filterustabilitet hhv. produksjonsomkostningene.
Den ringe termiske innflydelse av skjerming og resonatoravstemning på resonansfrevkensen kan eventuelt i det minste delvis benyttes for kompensasjon av en eventuell termisk re-sonansdrift av de dielektriske skivene. F.eks. kan filterhuset også bestå av INVAR eller KOVAR, hvis det derved oppnås fordeler i så måte. En fullstendig mekanisk kompensasjon er imidlertid bare hensiktsmessig ved en forholdsvis lav temperaturkoeffisient av det dielektriske materiale. Ved høye temperaturkoeffisienter måtte den meget bratte for-andring av resonansfrekvensen ved økende temperatur motvir-kes ved en like bratt innflydelse av en kompensasjon. Dette ville bety eri motkobling av to betydelige størrelser. Som regel kan likevekt ikke generelt opprettes derved. Resonatormaterialet må derfor med henblikk på full mekanisk kompensasjon av resonansforandring ikke overstige en viss verdi for temperaturkoef f isienten med hensyn til£r.
Oppfinnelsen muliggjør en betydelig reduksjon og rimeligere fremstilling av mikrobølgefiltre, f.eks. i retningsantenner. Filterkretsenes formgivning er enkel og nøyaktig reprodu-serbar for ethvert kretsantall. Som resonatorer benyttes dielektriske skiver, hvorved TE-grunnresonansen aktiviseres. En resonansspaltning er ikke observert. Neste høyere reso-nansf rekvens er omtrent det 1,4-dobbelte av grunnfrekvensen, derimellom forløper filterkurven jevnt og glatt. Inntrengningstap foreligger ikke og filterets fjernselektivitet er meget nær den teoretisk forventede fjernselektivitet. Filteret kan lett bygges inn i koblinger for båndleder- og hybridteknikk.
Litteraturfortegnelse
1 Microwave Bandpass Filters containing High-Q-Dielectric Resonators, IEEE-TranS'. MTT-16,' No. 4 (.april 1968), s. 218-227 2 Invenstigation of Microwave Dielectric Filters, US-Report No. 1 and 2 av" 1. 7 .63 - 30 . 9 .63 og 1 .10 . 63 - .31. 13.63, registrert under No. AD 426201 og AD 436653 3 Ditto: US-Report No. 3 og 4 av 1.1.64 - 31.3.64 og 1.4.64 - 31.8.64, registrert under No. AD 444150 og AD 453 421 4 A miniature high-Q bandpass-filter employing dielectric resonators, IEEE-Trans. MTT-16, No. 4 (april 1968), s. 210-218 5 Dielektrische Resonatoren und ihre Anwendung als Mikro-wellenfilter, Z.angew.Phys., 24 (1968) 3, s. 142-147.
Claims (12)
1. Filter for elektromagnetiske bølger innbefattende elektrisk avskjermede, skiveformede dielektriske resonatorer (1) som er anbragt i et rørformet filterhus, hvorav i det minste en resonator har et sentralt avstemningshull hhv. en utsparing (11) for resonatoravstemning, og mellom hvilke resonatorer er anordnet skillevegger (12) til for-minskning av koblingsgraden, hvilke skillevegger (12) har koblingsåpninger (13, 14) hvis mål definerer koblingsgraden,karakterisert vedat de dielektriske resonatorer (1) er slik anordnet langs filterhuset (2) i avstand fra skilleveggene (12) og filterhus (2), at deres akser står perpendikulært på filterhusets lengdeakse, og at skilleveggene (12) fra filterhusets (2) endeflater og mot filterets midte er forskjellig gjennomboret med hull (13, 14) med avtagende diameter således at det oppstår en bestemt filterkurve.
2. Filter som angitt i krav 1,karakterisert vedat tykkelsen av de dielektriske resonatorer (1) omtrent svarer til halve skivediameteren.
3. Filter som angitt i krav 1 og 2,karakterisert vedat de dielektriske resonatorer (1) er anordnet i like avstander langs filterhuset (2).
4. Filter som angitt i ett av kravene 1-3,karakterisert vedat de dielektriske resonatorer (1) er anordnet i lomme-boringer (Sackbohrungen) (3) som forløper på tvers av filterhusets (2) lengdeakse .
5. Filter som angitt i krav 4,karakterisert vedat lomme-boringenes (3) diameter omtrent svarer til den dobbelte diameter av de dielektriske resonatorer (1) og at lomme-boringenes dybde omtrent svarer til 1,5 ganger resonatordiameteren.
6. Filter som angitt i ett av kravéne 4 og 5,karakterisert vedat de dielektriske resonatorer (1) ér anordnet i sentrum av lomme-boringene (3).
7. Filter som angitt i ett av kravene 4-6,karakterisert vedat de dielektriske resonatorer (1) ved -hjelp av isolasjonsstoff er avstøttet mot lomme-boringenes (3) vegger.
8. Filter som angitt i krav 7,karakterisert vedat avstøtningen for de dielektriske resonatorer (1) skjer ved to og to like isolasjonsrør (4, 5) som er anordnet på hver sin side av resonatorene (1)
9. Filter som angitt i krav 8,karakterisert vedde to isolasjonsrør (4, 5) med den mellomliggende dielektriske resonator (1) ved hjelp av en tallerkenskrue (6) på lomme-boringens (3) åpne side presses mot lomme-boringens (3) bunnflate.
10. Filter som angitt i krav 9,karakterisert vedat isolasjonsrørene (4, 5) på forbindelsesstedene med resonatorene (1) er forsynt med sentrerende fremspring og at det på overgangsstedene mellom isolasjonsrørene (4, 5) og tallerkenskruen (6) og lomme-boringenes (3) bunnflate på metallsiden er anordnet sentrerende fordypninger.
11. Filter som angitt i ett av kravene 9 og 10,karakterisert vedat det mellom tallerkenskruen (6) og isolasjonsrøret (4) som står i inngrep med denne er anordnet en tallerkenfjær (7).
12. Filter som angitt i ett av kravene 4-11,karakterisert vedat avstanden mellom de dielektriske resonatorer (1) langs filterhus-aksen (2) er valgt slik sammenlignet med lomme-boringenes (3) diameter at filterhuset (2) har tynne skillevegger (12) mellom nær-liggende lomme-boringer (3).
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CH1054673A CH552304A (de) | 1973-07-19 | 1973-07-19 | Filter fuer elektromagnetische wellen. |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO742560L NO742560L (no) | 1975-02-17 |
NO149404B true NO149404B (no) | 1984-01-02 |
NO149404C NO149404C (no) | 1984-04-11 |
Family
ID=4364351
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO742560A NO149404C (no) | 1973-07-19 | 1974-07-12 | Filter for elektromagnetiske boelger |
Country Status (11)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US3973226A (no) |
JP (1) | JPS5754961B2 (no) |
CA (1) | CA1011412A (no) |
CH (1) | CH552304A (no) |
DE (1) | DE2341903C2 (no) |
FR (1) | FR2238287B1 (no) |
GB (1) | GB1478196A (no) |
IT (1) | IT1017206B (no) |
NL (1) | NL7409592A (no) |
NO (1) | NO149404C (no) |
SE (1) | SE7409191L (no) |
Families Citing this family (38)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5140055A (ja) * | 1974-10-01 | 1976-04-03 | Nippon Electric Co | Judentaikyoshinkioshoshitafuiruta |
JPS52157734U (no) * | 1976-05-24 | 1977-11-30 | ||
US4124830A (en) * | 1977-09-27 | 1978-11-07 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Waveguide filter employing dielectric resonators |
JPS54114959A (en) * | 1978-02-27 | 1979-09-07 | Nec Corp | Dielectric resonator |
JPS5574217A (en) * | 1978-11-30 | 1980-06-04 | Fujitsu Ltd | Dielectric resonator |
US4365221A (en) * | 1981-03-30 | 1982-12-21 | Motorola Canada Limited | Helical resonator filter with dielectric apertures |
US4477785A (en) * | 1981-12-02 | 1984-10-16 | Communications Satellite Corporation | Generalized dielectric resonator filter |
US4431977A (en) * | 1982-02-16 | 1984-02-14 | Motorola, Inc. | Ceramic bandpass filter |
USRE32768E (en) * | 1982-02-16 | 1988-10-18 | Motorola, Inc. | Ceramic bandstop filter |
US4462098A (en) * | 1982-02-16 | 1984-07-24 | Motorola, Inc. | Radio frequency signal combining/sorting apparatus |
US4426631A (en) | 1982-02-16 | 1984-01-17 | Motorola, Inc. | Ceramic bandstop filter |
US4453146A (en) * | 1982-09-27 | 1984-06-05 | Ford Aerospace & Communications Corporation | Dual-mode dielectric loaded cavity filter with nonadjacent mode couplings |
JPS5976103U (ja) * | 1982-11-16 | 1984-05-23 | 島田理化工業株式会社 | エバネセントモ−ド形「ろ」波器 |
US4661790A (en) * | 1983-12-19 | 1987-04-28 | Motorola, Inc. | Radio frequency filter having a temperature compensated ceramic resonator |
US4593460A (en) * | 1983-12-30 | 1986-06-10 | Motorola, Inc. | Method to achieve a desired bandwidth at a given frequency in a dielectric resonator filter |
US4559490A (en) * | 1983-12-30 | 1985-12-17 | Motorola, Inc. | Method for maintaining constant bandwidth over a frequency spectrum in a dielectric resonator filter |
US4568894A (en) * | 1983-12-30 | 1986-02-04 | Motorola, Inc. | Dielectric resonator filter to achieve a desired bandwidth characteristic |
JPS60250702A (ja) * | 1984-05-25 | 1985-12-11 | Murata Mfg Co Ltd | ケ−ス付共振器 |
JPS6161501A (ja) * | 1984-09-03 | 1986-03-29 | Nec Corp | 誘電体共振器型帯域通過ロ波器 |
JPS61167202A (ja) * | 1985-01-18 | 1986-07-28 | Murata Mfg Co Ltd | 誘電体共振器 |
FR2583597A1 (fr) * | 1985-06-13 | 1986-12-19 | Alcatel Thomson Faisceaux | Filtre passe-bande hyperfrequences en mode evanescent |
US4692723A (en) * | 1985-07-08 | 1987-09-08 | Ford Aerospace & Communications Corporation | Narrow bandpass dielectric resonator filter with mode suppression pins |
JP2514324B2 (ja) * | 1986-01-27 | 1996-07-10 | モトローラ・インコーポレーテッド | 温度補償セラミツク共振器を備えた無線周波フイルタ |
JPH01109802A (ja) * | 1987-10-22 | 1989-04-26 | Nippon Dengiyou Kosaku Kk | 誘電体共振器 |
JPH01228301A (ja) * | 1988-02-29 | 1989-09-12 | Telecommun Lab Directorate General Of Telecommun Ministry Of Commun | 半同軸共振器と誘電体共振器を組合せるマイクロ波フィルター |
IT1223708B (it) * | 1988-07-21 | 1990-09-29 | Cselt Centro Studi Lab Telecom | Risonatore a cavita caricato dielettricamente |
JPH0398502U (no) * | 1990-01-30 | 1991-10-14 | ||
FI90158C (fi) * | 1991-06-25 | 1993-12-27 | Lk Products Oy | Oevertonsfrekvensfilter avsett foer ett keramiskt filter |
US5323129A (en) * | 1992-01-10 | 1994-06-21 | Gardiner Communications Corporation | Resonator mounting apparatus |
US5329687A (en) * | 1992-10-30 | 1994-07-19 | Teledyne Industries, Inc. | Method of forming a filter with integrally formed resonators |
JPH0832328A (ja) * | 1994-07-18 | 1996-02-02 | Murata Mfg Co Ltd | 誘電体共振器の共振周波数調整機構 |
GB9625416D0 (en) | 1996-12-06 | 1997-01-22 | Filtronic Comtek | Microwave resonator |
EP1148577A1 (en) * | 2000-04-07 | 2001-10-24 | Lucent Technologies Inc. | RF resonator |
US8773222B2 (en) * | 2008-01-31 | 2014-07-08 | Telefonaktiebolaget L M Ericsson (Publ) | Filter assembly |
KR101072284B1 (ko) * | 2008-08-01 | 2011-10-11 | 주식회사 케이엠더블유 | 고주파 필터의 유전체 공진기 및 그 조립 방법 |
CN104037479B (zh) * | 2014-05-27 | 2016-09-07 | 京信通信系统(中国)有限公司 | 腔体耦合结构 |
CN111384536B (zh) * | 2018-12-29 | 2022-07-08 | 大富科技(安徽)股份有限公司 | 介质加载的腔体滤波器及通信设备 |
CN112086718A (zh) * | 2020-09-21 | 2020-12-15 | 中国电子科技集团公司第二十六研究所 | 基于半波长谐振器两端开路结构的高频一体式介质滤波器 |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS4310484Y1 (no) * | 1965-06-10 | 1968-05-08 | ||
US3475642A (en) * | 1966-08-10 | 1969-10-28 | Research Corp | Microwave slow wave dielectric structure and electron tube utilizing same |
FR1568177A (no) * | 1968-03-12 | 1969-05-23 | ||
US3840828A (en) * | 1973-11-08 | 1974-10-08 | Bell Telephone Labor Inc | Temperature-stable dielectric resonator filters for stripline |
-
1973
- 1973-07-19 CH CH1054673A patent/CH552304A/xx not_active IP Right Cessation
- 1973-08-18 DE DE2341903A patent/DE2341903C2/de not_active Expired
-
1974
- 1974-07-12 SE SE7409191A patent/SE7409191L/xx unknown
- 1974-07-12 NO NO742560A patent/NO149404C/no unknown
- 1974-07-12 US US05/488,172 patent/US3973226A/en not_active Expired - Lifetime
- 1974-07-16 GB GB3144574A patent/GB1478196A/en not_active Expired
- 1974-07-16 IT IT25237/74A patent/IT1017206B/it active
- 1974-07-16 FR FR7425784A patent/FR2238287B1/fr not_active Expired
- 1974-07-16 NL NL7409592A patent/NL7409592A/xx not_active Application Discontinuation
- 1974-07-18 CA CA205,017A patent/CA1011412A/en not_active Expired
- 1974-07-19 JP JP49083129A patent/JPS5754961B2/ja not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US3973226A (en) | 1976-08-03 |
NL7409592A (nl) | 1975-01-21 |
JPS5754961B2 (no) | 1982-11-20 |
NO149404C (no) | 1984-04-11 |
NO742560L (no) | 1975-02-17 |
CA1011412A (en) | 1977-05-31 |
DE2341903C2 (de) | 1984-02-16 |
GB1478196A (en) | 1977-06-29 |
FR2238287A1 (no) | 1975-02-14 |
CH552304A (de) | 1974-07-31 |
JPS5029261A (no) | 1975-03-25 |
SE7409191L (no) | 1975-01-20 |
FR2238287B1 (no) | 1978-03-24 |
IT1017206B (it) | 1977-07-20 |
DE2341903A1 (de) | 1975-02-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
NO149404B (no) | Filter for elektromagnetiske boelger | |
EP2178156B1 (en) | Dielectric resonator and filter with low permittivity material | |
EP3235054B1 (en) | In-line filter having mutually compensating inductive and capacitive coupling | |
US7352264B2 (en) | Electronically tunable dielectric resonator circuits | |
US6414571B1 (en) | Dual TM mode composite resonator | |
US4223287A (en) | Electrical filter employing transverse electromagnetic mode coaxial resonators | |
US9425493B2 (en) | Cavity resonator filters with pedestal-based dielectric resonators | |
CN107017454A (zh) | 一种介质腔体双通带滤波器 | |
CA2524720A1 (en) | Mounting mechanism for high performance dielectric resonator circuits | |
JPH08330802A (ja) | 高周波フィルタ用の誘電体共振器と、そのような共振器を含むフィルタ | |
NO148127B (no) | Resonator for hoeyfrekvente elektromagnetiske svingninger | |
EP3289630B1 (en) | Microwave rf filter with dielectric resonator | |
WO2010033057A1 (en) | Method and arrangement for filtering in a wireless radio communication network | |
US4473807A (en) | Coaxial K inverter | |
EP0615302A1 (en) | Dielectric resonator filter | |
EP1301961A1 (en) | Dielectric loaded cavity for high frequency filters | |
US6882252B1 (en) | Multi-layer microwave resonator | |
RU2399124C1 (ru) | Полосно-пропускающий фильтр | |
US5798676A (en) | Dual-mode dielectric resonator bandstop filter | |
US3668565A (en) | Low profile waveguide channel diplexer | |
CN111316498A (zh) | 电路载体和波导之间的耦合及去耦装置 | |
EP3014698B1 (en) | Resonator structure for a cavity filter arrangement | |
Zhu et al. | Dual-Band 3D Frequency Selective Surface Based on Square Coaxial Waveguide | |
US10559865B2 (en) | Band pass filter comprising sets of first and second dielectric resonators disposed within a housing, where the first and second dielectric resonators have an adjustable interval there between | |
EP3229312A1 (en) | Microwave on-chip resonator and antenna structure |