SE523244C2 - Omvandlare - Google Patents

Description

25 30 35 » a o a . a o o 0 0 00 523 244 " 2 till en annan. Mikrovågor i TE-mod utbreder sig nämligen på ett väldefinierat sätt och utan att förvanskas i en rätt dimensionerad, så kallad vågledarkanal. Dessutom passerar mikrovågorna i TE-mod genom en sådan kanal väsentligen förlustfritt. En vågledarkanal kan också kostnadseffektivt framställas genom att ett spår fräses i ett metallblock. Däremot kan mikrovågor i TEM-mod inte utbreda sig i en sådan vågledarkanal.

TEM-moden är att föredra i tillämpningar där bandbredden sträcker sig över flera oktaver, exempelvis vid filtrering.

Mikrovågor i TEM-mod leds vanligtvis i en koaxialkabel. Det är också möjligt att leda mikrovågor i TEM-mod i en vågledarkanal med en kopparfolie, varvid mikrovågorna utbreder sig mellan foliekanten och kanalväggarna. Mikrovågor i TE-mod kan inte på ett kontrollerat och väldefinierat sätt ledas i någon av dessa ledare för mikrovågor i TEM-mod.

För att man ska kunna koppla ihop applikationer för mikrovågor i TE-mod med applikationer för mikrovågor i TEM-mod är det nödvändigt att använda en övergång för omvandling av mikrovågor från endera av moderna TE-mod och TEM-mod till den andra moden. Vid sådana övergångar är det ett problem att mikrovågor är mycket känsliga för dimensionsförändringar och andra störningar i ledaren.

När en mikrovåg störs av en dimensionsförändring går den inte vidare utan reflekteras tillbaka. Därför är det till exempel inte möjligt att direkt koppla ihop en vågledar- kanal för mikrovågor i TE-mod med en vågledarkanal med kopparfolie för mikrovågor i TEM-mod. Dimensions- förändringar i kanalen måste vanligtvis ske gradvis och över långa sträckor, varför motsvarande komponenter tvingas bli oönskat stora.

En känd övergång är en så kallad koaxialvågledar- övergång. Vid en sådan avslutas vågledarkanalen med en solid vägg. Ett noggrant beräknat stycke från denna vägg är en koaxialkabels inre ledare införd i kanalen genom uno nu 10 15 20 25 30 35 523 244 , u n n o | u n a n n co uno 3 ett cirkulärt hål i en av vågledarkanalens väggar.

Koaxialkabelns yttre hölje är anslutet till vàgledarkanalens vägg runt detta hål.

En annan känd övergång är en så kallad slingkopplad koaxialvågledarövergång. Ãven vid en sådan avslutas vågledarkanalen med en solid vägg. En koaxialkabels inre ledare är införd i vågledarkanalen genom ett cirkulärt hål i den solida väggen. Den inre ledaren är inuti kanalen böjd i en slinga och dess ände är ansluten till väggen. Koaxialkabelns yttre hölje är anslutet till den solida väggen runt hålet.

En mikrovågskomponent enligt teknikens ståndpunkt, i vilken mikrovågor behandlas i både TE-mod och TEM-mod, innefattar alltså vanligtvis en vågledarkanal som är fräst i ett metallblock för mikrovågor i TE-mod och någon applikation för mikrovågor i TEM-mod. Mellan dessa är någon av nämnda övergångar med en solid vägg i vågledarkanalen och en koaxialkabel placerad.

En nackdel med dessa kända övergångar är att de utgör komplexa lösningar med flera komponenter. Därför är det ett problem att den slutliga produkten blir motsvarande otymplig med dels block för vågledarkanalen och dels en separat detalj för TEM-tillämpningen samt koaxialkablar dem emellan. Likaså är det ett problem att monteringen är besvärlig och kostsam. Dessa problem blir synnerligen kännbara vid tillverkning av mikrovågs- komponenter i stora serier.

Sammanfattning av uppfinningen Mot bakgrund av ovanstående är det ett ändamål med uppfinningen att åstadkomma en övergång där mikrovågor omvandlas från endera av moderna TE-mod och TEM-mod till den andra moden, vilken övergång är kompakt och tillverkningstekniskt enkel.

Detta ändamål uppnås enligt uppfinningen medelst en TE/TEM-omvandlare som innefattar en övergångssektion med en TE-port för passage av mikrovågor i TE-mod och en TEM- 10 15 20 25 30 35 n som c n nn a p n. .n | n n v n nu -_- n; v f,- .- s n -.- 1 un: un; i.. u. o I Ill I 'O o . n o; e n ø | u n u n a . a on nu 4 port för passage av mikrovàgor i TEM-mod, varvid Övergångssektionen är inrättad att bringa åtminstone väsentligen hela en via endera porten ankommande mikrovàg att passera genom Övergångssektionen under omvandling av mikrovågen från endera av nämnda TE- och TEM-moder till den andra moden. TE/TEM-omvandlaren enligt uppfinningen kännetecknas av att Övergångssektionen är inrättad att av nämnda ankommande mikrovàg, under dess passage genom Övergångssektionen, generera flera reflektionsvàgor vilka tar ut varandra.

TE/TEM-omvandlaren enligt uppfinningen är alltså avsedd för omvandling av elektromagnetiska vågor från endera av moderna TE-mod och TEM-mod till den andra moden. Med mikrovàgor menas i allmänhet elektromagnetiska vågor inom frekvensintervallet 300 MHz till êßfêfiz.

TE/TEM-omvandlaren enligt uppfinningen är främst avsedd för frekvenser upp till 100 GHz. Omvandlaren har ingen fysikalisk begränsning nedåt, men av praktiska skäl används normalt vågledare över ca 1 GHZ, det är dock tänkbart med vågledare ända ner till 300 MHz, bland annat i partikelacceleratorer.

TE/TEM-omvandlaren enligt uppfinningen innefattar en övergångssektion som är försedd med portar. Med begreppet ”port” avses en detalj genom vilken något kan passera och vilken i övrigt kan vara utformad på olika sätt. Det är alltså till exempel möjligt att en port har en viss utsträckning, men den kan också anses ha infinit små dimensioner i passageriktningen. Övergångssektionen enligt uppfinningen innefattar en port genom vilken mikrovàgor i TE-mod kan passera och en port genom vilken mikrovàgor i TEM-mod kan passera. En ankommande mikrovàg i TE-mod kan komma in i övergångs- sektionen endast genom TE-porten och en ankommande mikrovàg i TEM-mod kan komma in i Övergångssektionen endast genom TEM-porten. Motsvarande kan en mikrovàg i TE-mod endast lämna övergångssektionen genom TE-porten vv: vn nu» n 10 15 20 25 30 35 ; ø | n a ø o u o ø oo n 1 o un; ø ø ø : u o nu ana 523 244 5 liksom en mikroväg i TEM-mod endast kan lämna övergàngssektionen genom TEM-porten. Övergångssektionen är utformad pà ett sådant sätt att en mikrovág som kommit in genom någon av portarna väsentligen helt och hållet passerar ut genom den andra av portarna. Övergàngssektionen påverkar därvid mikrovàgen på så sätt att den under sin passage genom övergängssektionen byter mod. En mikrovàg i TE-mod som passerar in genom TE-porten passerar alltså ut genom TEM- porten i TEM-mod och vise versa. Härvid går väsentligen ingen av mikrovàgens energi förlorad. .Övergàngssektionen är vidare så utformad att den åstadkommer flera reflektionsvågor av en mikroväg som passerat in i övergängssektionen. Dessa reflektionsvågor förhåller sig därvid sä till varandra att de tar ut varandra, dvs summan av alla reflektionsvägor är noll.

Enligt energikonserveringsprincipen bevaras all energi, varför mikrovågen tvingas in i och genom övergångssektionen. Därvid måste den också byta mod för att kunna passera ut genom den andra porten.

Till grund för uppfinningen ligger således en insikt om att de i samband med mikrovàgor ofta uppkommande, oönskade reflektionsvàgorna, kan utnyttjas positivt.

Tvärtemot känd teknik för TE/TEM-omvandlare är reflektionsvàgorna en förutsättning för att mikrovågen ska utbreda sig vidare och för att uppfinningen ska fungera.

Pà grund av att reflektionsvàgor enligt uppfinningen inte är oönskade utan tvärtom nödvändiga, är dimensions- förändringar över förhàllandevis korta sträckor möjliga.

Därmed är det enligt uppfinningen möjligt att åstadkomma en kompakt TE/TEM-omvandlare.

Med hjälp av TE/TEM~omvandlaren enligt uppfinningen kan alltså en applikation för mikrovàgor i TE-mod och en applikation för mikrovàgor i TEM-mod sammankopplas, varvid TE/TEM-omvandlaren utgör en kompakt och tillverkningstekniskt enkel komponent. van oo 10- 15 20 25 30 35 I o ø a Q ø o . a u o: o 523 244 o | o n ; u o 6 Enligt en utföringsform av uppfinningen är övergàngssektionen så inrättad att första och andra reflektionsvàgor bildas parallellt, varvid de första och de andra reflektionsvàgorna tar ut varandra. En sådan utformning är fördelaktig eftersom den möjliggör att TE/TEM-omvandlaren enligt uppfinningen kan användas för mikrovågor inom ett större frekvensintervall. Om övergångssektionen är inrättad att bilda de första och de andra reflektionsvàgorna efter varandra, alltså i serie, kan den endast fungera för våglängder inom ett begränsat intervall. För våglängder utanför detta intervall går det inte att åstadkomma reflektionsvàgor som är i motfas på ett sådant sätt att de tar ut varandra. Medelst en övergángssektion som däremot bildar de första och de andra reflektionsvàgorna parallellt blir intervallet för möjliga våglängder större.

Enligt en annan utföringsform av uppfinningen kan TE/TEM-omvandlaren realiseras på så sätt att övergångssektionen innefattar en övergångskanal och en övergångsfolie som är anordnad med åtminstone ett parti i övergàngskanalen. Övergångskanalen och övergångsfolien innefattar vardera minst en dimensionsförändring. En ankommande mikrovåg som har passerat in i övergången genom en av portarna reflekteras därvid dels mot övergångsfoliens dimensionsförändring såsom första reflektionsvàgor och dels mot övergångskanalens dimensionsförändring såsom andra reflektionsvàgor. Övergångskanalens och övergångsfoliens dimensionsförändringar är så anpassade till varandra att nämnda generade första och andra reflektionsvàgor tar ut varandra.

Vidare är folien och de partier av övergàngskanalen som en ankommande mikrovåg reflekteras emot anordnade väsentligen parallellt, varför de första och de andra reflektionsvàgorna bildas parallellt.

Härvid utgör en resulterande första reflektionsvåg summan av alla första reflektionsvàgor och en o :nu no u- 10 15 20 25 30 35 523 244 gav- '''' " 7 resulterande andra reflektionsvåg summan av alla andra reflektionsvågor. Den resulterande första reflektionsvågen har samma amplitud och frekvens som den resulterande andra reflektionsvågen, men svänger i motfas.

Mikrovågskomponenter som, såsom exempelvis vid E- plansteknik, innefattar en kanal och en folie är enkla att tillverka under förutsättning att man klarar nödvändiga toleranser. Kanalen kan fräsas i ett metallblock och folien kan stansas eller trådgnistas ut ur stora folieark.

Enligt en annan utföringsform sträcker sig övergångskanalen från TE-porten till TEM-porten och har ett större tvärsnitt vid TE-porten än vid TEM-porten.

Applikationer för mikrovågor i TEM-mod har vanligtvis en kanal med mindre tvärsnitt än en vågledarkanal för mikrovågor i TE-mod. Övergángskanalen uppvisar alltså en dimensionsförändring, exempelvis i form av en stegvis eller en kontinuerlig minskning av tvärsnittet, mellan TE-porten och TEM-porten. Övergångssektionen har vidare ett E-plan. Övergångs- folien är fördelaktigt placerad mitt i övergångskanalen, varvid övergångsfoliens plan sammanfaller med övergångssektionens E-plan. Övergàngsfoliens verksamma parti befinner sig således i övergångskanalen. Övergångsfolien har en längd i övergångskanalens längdriktning, en höjd tvärs kanalen i E-planet och en tjocklek tvärs kanalen vinkelrätt mot E-planet. Övergångsfoliens höjd är enligt en föredragen utföringsform mindre vid TE-porten än vid TEM-porten. Övergångsfolien uppvisar alltså en dimensionsförändring, exempelvis i form av en stegvis eller en kontinuerlig ökning av höjden, mellan TE-porten och TEM-porten. Därvid täcker övergångsfolien inte hela kanalen utan åtminstone ett parti av en av övergångfoliens längsgående kanter befinner sig i övergångskanalen utan kontakt med övergångskanalens kanalväggar. En sådan utformning av .. -oqn 10 15 20 25 30 35 u n enn a v u n' n v n n u . n n v u oo n n n o ~ . u o v a nu» nu nu 2 . a a a 4 n n n n o ;, u c n o v v ø o o f n s: oo :nu 8 övergàngsfolien genererar andra reflektionsvågor som befinner sig i motfas till första reflektionsvågor som genereras av en övergångskanal, vilken har större tvärsnitt vid TE-porten än vid TEM-porten. Med lämplig utformning av övergångsfolie och övergångskanal tar de första och andra reflektionsvågorna därigenom ut varandra.

Enligt uppfinningen är det möjligt att utforma TE/TEM-omvandlaren i två omvandlarblockhalvor. En första halva av övergàngskanalen kan då fräsas i den ena omvandlarblockhalvan och en andra halva av övergàngskanalen i den andra omvandlarblockhalvan. Den första och den andra omvandlarblockhalvan är komplementära. De är sammanfogade så att de två övergångskanalhalvorna hamnar mitt för varandra och tillsammans bildar övergàngskanalen. Övergångsfolien tillverkas separat och kan exempelvis stansas ut ur ett stort folieark eller trådgnistas. Övergångsfolien är anordnad mellan blockhalvorna med åtminstone ett parti i övergàngskanalen.

Med denna föredragna utformning av TE/TEM- omvandlaren enligt uppfinningen blir monteringen särskilt enkel. Vidare kan TE/TEM-omvandlaren enkelt byggas in eller kopplas ihop med andra mikrovågskomponenter i E- plansteknik. De bildar då väsentligen plana, tvådimensionella strukturer som är kompakta och behändiga att montera.

De för åstadkommande av de första och andra reflektionsvågorna nödvändiga dimensionsförändringarna i övergàngskanalen och övergångsfolien kan enligt uppfinningen förverkligas på många olika sätt. Således har övergàngskanalen vanligtvis ett rektangulärt tvärsnitt och fyra kantväggar. En eller flera av dessa kantväggar kan vara försedd/försedda med ett eller flera trappsteg. Det är också möjligt att en eller flera av kantväggarna är försedd/försedda med en tapering. Likaså uno om 10 15 20 25 30 35 V j I pg; I I Il IIOI Il CIO! O I , v -~ u: v v n n q .o cr I “ o v; u v e u n a I i!!! n, n» i. , n 4.. I u. 1 i v n u a u I I I I II II 'CI 9 kan man kombinera taperingar med trappsteg i en eller flera av kanalväggarna.

Med ”trappsteg” avses här en stegvis förändring av övergàngskanalens tvärsnitt. En kanalvägg som är försedd med ett trappsteg uppvisar ett parti som är förskjutet mot kanalens mitt. Förändringen av kanalens tvärsnitt kan ske genom ett eller flera trappsteg.

Med ”tapering” avses en kontinuerlig förändring av kanalens tvärsnitt. En kanalvägg som är försedd med en tapering uppvisar ett i kanalens längdriktning mot kanalens mitt sluttande, rampformat parti. Även övergàngsfolien kan vara utformad med ett eller flera trappsteg. Den har dà en trappstegsformad kant i kanalen.

Det är också möjligt att utforma övergàngsfolien med en tapering. Då har övergàngsfolien en mot kanalens mitt kontinuerligt sluttande, rampformad kant.

Det är även möjligt att kombinera taperingar med trappsteg i övergàngskanalen och övergàngsfolien.

Det är också möjligt att utforma övergàngsfolien i tvá delar vilka är anordnade mellan blockhalvorna pà var sin sida av övergàngskanalen. Härvid sträcker sig àtminstone den ena halvan in i övergángskanalen. En halva kan fungera som distans och inte ha nàgot parti alls i övergàngskanalen.

Förhandenvarande övergángskanal och övergängsfolie mäste givetvis alltid vara anpassade till varandra, så att uppstáende reflektionsvàgor tar ut varandra.

Med en sådan dimensionsförändring av kanalen och folien àstadkoms en impedanstransformerig. En transformering i ett steg kan exempelvis àstadkommas genom en dimensionsförändring av två motstáende kanalväggar i form av tvà trappsteg i varje kanalvägg och en till ifrågavarande dimensionsförändring anpassad folie exempelvis med en tapering.

TE/TEM-omvandlaren kommer att beskrivas närmare i efterföljande beskrivning av föredragna utföringsformer. . -. -vv-u uu- n .- lO l5 20 25 30 35 523 244 ígšj: 10 Föreliggande uppfinning möjliggör även att tillverkningstekniskt enkla, kompakta mikrovàlllgskomponenter kan åstadkommas, vilka innefattar partier för mikrovàgor i TE-mod och partier för mikrovàgor i TEM-mod samt TE/TEM-övergångar dem emellan.

Ett generellt exempel pà en sådan mikrovágskomponent är en omvandlaranordning som innefattar en första och en andra TE/TEM-omvandlare enligt krav 1. Omvandlar- anordningen innefattar vidare en TEM-sektion för mikrovàgor i TEM-mod med en första och en andra TEM-port för passage av mikrovàgor i TEM-mod, varvid den första TE/TEM-omvandlaren är ansluten till TEM-sektionens första TEM-port med sin övergàngssektions TEM-port och den andra TE/TEM-omvandlaren är ansluten till TEM-sektionens andra TEM-port med sin övergàngssektions TEM-port.

Omvandlaranordningen enligt uppfinningen har alltså en TEM-sektion för mikrovàgor i TEM-mod. Denna TEM- sektion har tvà TEM-portar genom vilka mikrovàgor i TEM- mod kan passera.

De första och andra TE/TEM-omvandlarna innefattar var sin övergàngssektion. Varje övergàngssektion har en TE-port genom vilken mikrovàgor i TE-mod kan passera och en TEM-port genom vilken mikrovàgor i TEM-mod kan passera.

Den första TE/TEM-omvandlaren är ansluten till TEM- sektionens första TEM-port med sin TEM-port och den andra TE/TEM-omvandlaren är ansluten till TEM-sektionens andra TEM-port med sin TEM-port.

De första och andra TE/TEM-omvandlarnas TE-portar kan antingen i sig utgöra omvandlaranordningens yttre portar eller vara anslutna till omvandlaranordningens yttre portar. De yttre portarna kan sedan i sin tur vara anslutna till en omgivning för mikrovàgor i TE-mod eller till andra mikrovàgskomponenter för mikrovàgor i TE-mod.

Härigenom kan omvandlaranordningen enkelt inplaceras i en struktur för mikrovàgor i TE-mod. ~ s ..-.-- v~ v ~ _ -' - - v.. unge v»- v -_ s -» - ~ . u s I - uvu- - v e u - vw u' .- u v 10 15 20 25 30 35 v n o o oc s2a 244 g ;§;¿;3@:~, ll Mikrovàgor i TE-mod passerar in i omvandlaranordningen genom en av TE-portarna varefter de av TE/TEM omvandlaren omvandlas till TEM-mod och passerar in i TEM-sektionen genom en av dess TEM-portar. Där behandlas mikrovàgorna på ifrågavarande sätt varefter de passerar in i den andra TE/TEM-omvandlaren genom den andra av TEM-sektionens TEM-portar. Där omvandlas mikrovàgorna äter till TE-mod och passerar ut ur omvandlaranordningen genom den andra TE-porten.

Enligt en utföringsform är den första och den andra TE/TEM-omvandlaren lika och spegelvända. Detta ger konstruktiva fördelar.

Enligt en annan utföringsform är den första och den andra TE/TEM-omvandlaren inte lika, utan anpassade och optimerade till de applikationer som de är kopplade till.

Enligt ytterligare en utföringsform av omvandlaranordningen är den första TE/TEM-anordningen och den andra TE/TEM-anordningen och TEM-sektionen integrerade. Därmed kan flera av de ingående delarna tillverkas i ett stycke. Även omvandlaranordningen kan utformas med två komplementära anordningsblockhalvor med en mellanliggande anordningsfolie.

Omvandlaranordningens TEM-sektion kan vara utformad pà många olika sätt för àstadkommande av önskad behandling av mikrovàgorna. Exempel på TEM-sektioner är làgpassvàgledarfilter, dämpare, switchar och förstärkare.

Vid exemplet med ett làgpassvàgledarfilter som TEM- sektionen fungerar làgpassfiltret alltså för mikrovágor i TEM-mod.

Lágpassfiltret innefattar i en utföringsform en làgpassvàgledarfilterkanal och en làpassfilterfolie som är anordnad med åtminstone ett parti i làgpassvàgledarfilterkanalen.

Làgpassvàgledarfilterkanalen kan vara fräst i blockhalvor. Làgpassvàgledarfilterfolien kan vara försedd med TEM-resonatorer. 10 15 20 25 30 35 | u o u - n ø o I I II . 523 244 ïÛfw*š , u . | o n a u .u n. 12 I en integrerad utföringsform utgör lågpassfiltrets blockhalvor ett parti av anordningsblockhalvorna, liksom làgpassvågledarfilterkanalen utgör ett parti av anordningskanalen och lågpassvågledarfilterfoilen utgör ett parti av anordningsfolien.

Omvandlaranordningen och lågpassfiltret kommer att förklaras närmare i efterföljande beskrivning av föredragna utföringsformer.

Ett exempel på en mikrovågskomponent som med fördel innefattar ett lågpassvågledarfilter och en TE/TEM- omvandlare enligt uppfinningen är en diplexer. En känd diplexer finns beskriven i den svenska patentansökan SE 0002521-3. Sådana diplexrar används exempelvis i basstationer inom mobiltelefonin.

Ibland kan det vara nödvändigt att filtrera bort signaler med höga frekvenser, till exempel så kallade övertoner. Detta kan exempelvis vara nödvändigt för skyddande av den utrustning som diplexern är kopplad till. I samband med mobiltelefoni är det också ett myndighetskrav att inte sända ut övertoner.

Det finns kända làgpassvågledarfilter för mikrovågor i TE-mod såsom exempelvis ett lågpassvågledarfilter som frâses i en vågledarkanal och uppvisar ett flertal utskjutande fingrar med trånga passager dem emellan. Ett sådant filter är tidskrävande att tillverka och kräver mycket snäva toleranser. Dessutom släpper ett sådant filter igenom signaler, eller mikrovågor, som har vissa frekvenser trots att dessa ligger inom det intervall som filtret borde filtrera bort.

Làgpassvàgledarfilter som arbetar med resonatorer i TEM-mod har bättre egenskaper för övertonsdämpning än resonatorer som arbetar i TE-mod.

Hittills har det inte varit möjligt att utforma bättre fungerande och tillverkningstekniskt enklare lågpassvägledarfilter för mikrovågor i TEM-mod i en diplexer, eftersom kända övergångar mellan TE-mod och TEM-mod varit för klumpiga och tidskrävande att montera. 10 15 20 25 30 35 n ~ u u - I o ø | | se * 523 244 13 Med en TE/TEM-omvandlare enligt uppfinningen är det nu dock möjligt att åstadkomma en diplexer med ett enkelt mekaniskt utförande som har ett làgpassvàgledarfilter som .är avsett för filtrering av mikrovàgor i TEM-mod, exempelvis ett comblinefilter. Eftersom diplexern i övrigt är avsedd för mikrovàgor i TE-mod krävs alltså även åtminstone en TE/TEM-omvandlare enligt uppfinningen.

En diplexer enligt uppfinningen innefattar därmed åtminstone en omvandlaranordning, vilken innefattar ett làgpassvàgledarfilter för filtrering av mikrovàgor i TEM- mod och en första och en andra TE/TEM-omvandlare enligt uppfinningen.

Diplexern enligt uppfinningen är försedd med åtminstone en omvandlaranordning. Det är möjligt att förse diplexern med flera omvandlaranordningar, till exempel vid både antenn och sändare om till exempel filtrering i ett steg inte är tillräckligt. Enligt en utföringsform av uppfinningen är diplexern försedd med en omvandlaranordning vid sàväl antennen, som sändaren och mottagaren.

Enligt en utföringsform av uppfinningen är diplexern av ett slag som innefattar en filtreringssektion som företrädesvis har ett parti som fungerar som mottagarfilter och ett parti som fungerar som sändarfilter. Filtreringssektionen innefattar en filtreringskanal och en filtreringsfolie som är anordnad med åtminstone ett parti i filtreringskanalen och sitt plan i E-planet.

Filtreringsfolien kan trådgnistas ur ett större folieark och är försedd med gnistade poler.

En diplexer som är utformad på så sätt är tillverkningstekniskt enkel vilket gör att en likaså tillverkningstekniskt TE/TEM-omvandlare enligt uppfinningen inte i onödan försvàrar och fördyrar tillverkningen. Vid montering i basstationer är det en fördel att diplexern är kompakt, vilket möjliggörs av den kompakta TE/TEM-omvandlaren enligt uppfinningen. nß-uu 10 15 20 25 30 35 523 244 » n ø o u . n 14 Enligt en utföringsform av diplexern är en omvandlaranordning anordnad mellan filtreringssektionen och antennen, en annan omvandlaranordning anordnad mellan filtreringssektionen och sändaren samt ytterligare en annan omvandlaranordning mellan filtreringssektionen och mottagaren, varvid omvandlaranordningarna har portar som gör det möjligt att ansluta dem mot respektive parti.

I omvandlaranordningarna är TE/TEM-omvandlare anslutna till ett làgpassvàgledarfilter pà samma sätt som beskrivits ovan i samband med omvandlaranordningen.

Omvandlaranordningarna kan enligt uppfinningen vara försedda med endast en TE/TEM-omvandlare om de inom diplexrarna ska anslutas mot en sektion som är avsedd för mikrovàgor i TEM-mod.

Omvandlaranordningen kan i övrigt vara identisk med en omvandlaranordning enligt uppfinningen vid vilken TEM- sektionen utgörs av ett làgpassvàgledarfilter.

Enligt en utföringsform av diplexern är filtreringssektionen och omvandlaranordningarna integrerade med varandra. Därmed kan flera av de ingående delarna tillverkas i ett stycke.

Således kan även diplexern utformas med tvâ komplementära diplexerblockhalvor med en mellanliggande diplexerfolie.

Diplexern kommer att förklaras närmare i efterföljande beskrivning av föredragna utföringsformer.

Kort beskrivning av ritningarna Uppfinningen kommer i det följande att beskrivas närmare genom utföringsexempel under hänvisning till bifogade ritningar.

Fig 1 visar en första utföringsform av en TE/TEM- omvandlare enligt uppfinningen med trappsteg i ett snitt genom det gemensamma planet mellan TE/TEM-omvandlarens omvandlarblockhalvor utan övergàngsfolie. ;.;.n 10 15 20 25 30 35 . ; ø o on 523 244 15 Fig 2 visar i en vy vinkelrät mot den i Fig l ett centralt, längsgående snitt genom den första utföringsformen av TE/TEM-omvandlaren.

Fig 3 visar i en vy vinkelrät mot de i Fig l och 2 ett centralt, tvärgàende snitt genom den första utföringsformen av TE/TEM-omvandlaren.

Fig 4 visar en första utföringsform av en övergàngsfolie med ett taperingsparti och en distansfolie.

Fig 5 visar en andra utföringsform av en övergàngsfolie med trappsteg och en distansfolie.

Fig 6 visar en tredje utföringsform av en TE/TEM- omvandlare enligt uppfinningen med ett taperingsparti i ett snitt genom det gemensamma planet mellan TE/TEM- omvandlarens omvandlarblockhalvor utan övergàngsfolie.

Fig 7 visar i en vy vinkelrät mot den i Fig 6 ett centralt, längsgående snitt genom den tredje utföringsformen av TE/TEM-omvandlaren.

Fig 8 visar en första utföringsform av en omvandlaranordning enligt uppfinningen med ett làgpassvàgledarfilter i ett snitt genom det gemensamma planet mellan omvandlaranordningens omvandlarblockhalvor utan anordningsfolie.

Fig 9 visar i en vy vinkelrät mot den i Fig 8 ett centralt, längsgående snitt genom den första utföringsformen av omvandlaranordningen.

Fig 10 visar i en vy vinkelrät mot de i Fig 8 och 9 ett centralt, tvärgàende snitt genom den första utföringsformen av omvandlaranordningen.

Fig 11 visar en första utföringsform av en anordningsfolie i två delar.

Fig 12 visar en andra utföringsform av en anordningsfolie med olika utförande för respektive TE/TEM-omvandlare.

Fig 13 visar i en anordningsfolie med en resistiv film för en omvandlaranordning med en dämpare. a,|eø 10 15 20 25 30 35 523 244 .a . | a Q n ~ fl " . . v . 1~ "' n 16 Fig 14 visar en omvandlaranordning med en switch i tvà olika vyer samt en tillhörande anordningsfolie.

Fig 15 visar en första utföringsform av en diplexer samt en diplexerfolie.

Beskrivning av föredragna utföringsformer Figurerna 1-3 visar i genomskärning en första utföringsform av TE/TEM-omvandlaren 6 enligt uppfinningen och fig 4 visar en första utföringsform av en övergàngsfolie 20 samt en distansfolie 21 avsedd för en sådan TE/TEM-omvandlare 6.

Denna första utföringsform är i första hand avsedd för mikrovàgor med frekvenser i intervallet 10 till 40 GHz. Den fungerar dock även för mikrovàgor med andra frekvenser, i vart fall upp till 100 GHz.

TE/TEM-omvandlaren 6 innefattar ett omvandlarblock 1 med en vàgledarkanal 2. Omvandlarblocket 1 innefattar en första omvandlarblockhalva 3 och en andra, med den första omvandlarblockhalvan 3 komplementär omvandlarblockhalva 4. I varje blockhalva 3, 4 är en halva av vàgledarkanalen 2 fräst. När omvandlarblockhalvorna 3, 4 är sammanfogade är vàgledarkanalhalvorna mitt för varandra och bildar vágledarkanalen 2. Omvandlarblockhalvornas delningsplan 5 utgör TE/TEM-omvandlarens E-plan.

TE/TEM-omvandlaren 6 enligt uppfinningen innefattar en övergángssektion 7 med en övergàngskanal 8. Övergàngskanalen har en TE-port 9 för passage av mikrovàgor i TE-mod och en TEM-port 10 för passage av mikrovàgor i TEM-mod. Övergàngskanalen 8 har ett rektangulärt tvärsnitt med en höjd b i delningsplanet 5 och en bredd a vinkelrätt mot delningsplanet 5. Övergàngskanalen har vidare fyra kanalväggar 14, 15, 16, 17. Övergàngskanalen sträcker sig fràn TE-porten till TEM-porten 10 och dess längd är ungefär X Ä, maximalt ungefär en våglängd. Det är dock möjligt att göra övergàngskanalen 8 ännu kortare, den måste dock vara minst ungefär % Ä lång. Olika partier av övergångskanalen :se ID via-n 10 15 20 25 30 35 ø | n | u: v i 523 244 v ,. oc: 17 har olika dimensioner. Närmare bestämt är i denna utföringsform tvärsnittet större vid TE-porten 9 än vid TEM-porten 10.

Enligt den första utföringsformen av TE/TEM- omvandlaren 6 är övergàngskanalen 8 försedd med en dimensionsförändring i form av trappsteg 11, jmf fig 2. I utföringsexemplet minskas med hjälp av trappstegen ll övergångskanalens 8 bredd a i två steg. Trappstegen 11 är utformade i vardera av två, mittemot varandra belägna kanalväggar 14, 16 i övergàngskanalen 8. Vidare är trappstegen 11 symmetriska över omvandlarblockets 1 delningsplan 5, varför här endast trappstegen 11 i den ena kanalväggen 16 beskrivs. Det första trappsteget 11 är placerat ungefär % Ä från TE-porten och det andra trappsteget ungefär % Ä efter det första trappsteget 11.

Härvid bildas ett plansteg 13 som sträcker sig över % Ä.

Det första trappsteget 11 minskar kanalens bredd till ungefär 80 % av den ursprungliga bredden. Det andra trappsteget ll har mindre tvärsnittsdimensioner än en halv fri våglängd för den högsta frekvensen som omvandlaren ska användas för.

Genom fig 1 framkommer att övergångskanalens 8 tvärsnitt minskar från TE-porten 9 till TEM-porten 10 även i höjdled b. Minskningen sker i ett avrundat trappsteg 19 ungefär mitt i övergångsektionen.

Trappsteget 19 är utfört i endast en vägg och den trappsteget 19 motstående väggen sträcker sig opàverkad genom hela övergàngssektionen.

Vidare är omvandlarblockhalvan försedd med styrstift 28 och skruvar 12 för exakt montering av TE/TEM- omvandlaren 6.

Omvandlarblockhalvorna 3, aluminium, men även andra metaller, plaster eller 4 är tillverkade av material är möjligt. Om materialet är något annat än metall måste de vara belagda med en ledande yta.

För uppfinningen är det nödvändigt med åtminstone två trappsteg 11. Det är alltså även möjligt att förse \.>>- 10 15 20 25 30 35 n ø n o on iszs 244 . .- nu nu ::. :', , | o ~ , , . .- 18 övergångskanalen 8 med flera trappsteg 11.

Tillverkningstekniskt är det dock för närvarande inte attraktivt att ha fler än fem trappsteg 11.

Likaså kan trappstegen 11 alternativt vara utförda i endast en av kanalväggarna 14, 15, 16, 17 eller i tre av 15, 16, 17 eller i alla fyra kanalväggarna 14, 15, 16, 17. övergàngskanalens 8 tvärsnitt vid TE-porten och TEM- porten vara anslutningsbara till efterföljande kanaler kanalväggarna 14, Härvid måste dock för mikrovågor i TE-mod respektive TEM-mod.

Trappstegen 11 behöver inte vara symmetriskt anordnade över delningsplanet 5.

Trappstegen 11 kan, men behöver inte, ha olika höjd.

Fig 4 visar en första utföringsform av en övergàngsfolie 20 enligt uppfinningen. Övergångsfolien 20 är dimensionerad att passa mellan omvandlarblockhalvorna 3, 4. Övergängsfolien 20 kan placeras i urtagningar i omvandlarblocken 3, 4 som motsvar övergångsfoliens 20 tjocklek och kontur.

Vidare har övergàngsfolien 20 en första kortsida 25 som befinner sig vid TE-porten när övergàngsfolien 20 är placerad mellan omvandlarblockhalvorna 3, 4 samt en andra kortsida 26 som befinner sig vid TEM-porten när övergàngsfolien 20 är placerad mellan omvandlar- blockhalvorna 3, 4. Övergångsfolien 20 innefattar, i likhet med övergångskanalen 8 en dimensionsförändring, varvid övergàngskanalens 8 och övergångsfoliens 20 dimensionsförändringar är anpassade till varandra, vilket kommer att beskrivas närmare nedan. Övergángsfoliens 20 dimensionsförändring i denna utföringsform utgörs av ett taperingsparti 24. Vid TE-porten 9 har övergàngsfolien 20 en höjd B som bibehålls fram till övergångskanalen 8.

Från TE-porten 9 mot TEM-porten 10 ökar övergàngsfoliens 20 höjd B kontinuerligt. Därmed erhåller övergàngsfolien 20 en längsgående kant 27 som har ett lutande parti. När övergàngsfolien 20 är placerad mellan n uno 00 10 15 20 25 30 35 523 244 n \ u n u I I n o: 19 omvandlarblockhalvorna 3, 4 sträcker den sig fram till, men inte in i övergàngskanalen 8 vid TE-porten 9. Mellan TE-porten 9 och TEM-porten 10 kommer däremot ett parti av övergàngsfolien 20 att befinna sig i övergàngskanalen 8.

Inte ens vid TEM-porten 9 har dock övergàngsfolien 20 en sådan höjd B att den når tvärs över hela övergàngskanalen 8, utan en liten spalt 30 förblir fri från folie.

Taperingspartiet 24 sträcker sig i övergångskanalens 8 längdriktning ungefär % Ä. Längre sträckor är möjliga, men den minsta möjliga längden är ungefär % Ä. Om taperingen har en ännu kortare längd är det inte möjligt att så anpassa reflektionsvàgorna att de tar varandra, varför det inte heller är möjligt för en mikrovåg att utbreda sig vidare.

I fig 4 visas även en distansfolie 21. Denna är avsedd att förhindra att omvandlarblockhalvorna 3, 4 glappar när de är sammanfogade med övergàngsfolien 20 mellan sig. Distansfolien 21 är så dimensionerad att den sträcker sig fram till men inte in i övergàngskanalen 8 när TE/TEM-omvandlaren 6 är monterad. Den har alltså en långsida 18 som följer övergångskanalens 8 ena kant.

Både övergàngsfolien 20 och distansfolien 21 är försedda med styrstiftsurtagningar 29 och skruvhål 22 för TE/TEM-omvandlarens 6 exakta montering. Övergångsfolien 20 är tillverkad av koppar, men även andra metaller är möjligt. Den kan vara belagd med ädelmetall eller ytbehandlad på annat sätt för att skydda mot korrosion.

Distansfolien 21 är dock inte nödvändig för uppfinningen, utan för vissa tillämpningar kan ett litet glapp vara acceptabelt. Det är också möjligt att den ena eller båda omvandlarblockhalvorna 3, 4 är något tjockare på övergångsfoliens 20 motsatta sida av övergàngskanalen 8. Övergångsfolien 20 kan också sträcka sig ända ut till metallblockets kanter.

Det är i en variant till den första utföringsformen av TE/TEM-omvandlaren enligt uppfinningen också möjligt a :nu 00 æ.-». 10 15 20 25 30 35 . . , , , , . , | | oo , n a u y I O!! O I gg I .Ü ' ..... .. - - zzn. .." . . v. | ~ . u : 3,, , 1- - v u p .n n. =. z ._ i , . , , n n ß ' ß z 'f n .- H 'H " f 20 att utforma övergàngsfolien 20 och distansfolien 21 symmetriska över övergängskanalens delningsplan 5 (inte visat). I denna variant är bàde övergàngsfolien 20 och distansfolien 21 försedda med ett taperingsparti som från var sitt håll sträcker sig in i övergàngskanalen.

Partierna nàr dock inte ända fram till varandra utan en liten spalt i övergàngskanalen 8 förblir även i detta utförande fri fràn folie. Härvid utgör distansfolien en andra övergàngsfolie.

Den första utföringsformen av TE/TEM-omvandlaren 6 enligt uppfinningen kan monteras pà följande sätt. Först placeras styrstift 28 i styrstiftsurtagningar 29 (inte visade) i den första omvandlarblockhalvan 3. Därefter träs övergàngsfolien 20 över styrstiften 28 varvid dess taperingsparti kommer att befinna sig i övergàngskanalen 8. Därefter placeras distansfolien 21 pà andra sidan om övergàngskanalen för àstadkommande av en plan anliggningsyta för den andra omvandlarblockhalvan 4.

Sedan träs den andra, komplementära omvandlarblockhalvan 4 över styrstiften och placeras mot folierna 20, 21 ovanpà den första omvandlarblockhalvan 3. Slutligen förbinds omvandlarblockhalvorna 3, 4 med varandra medelst skruvar 12.

Med denna utformning av TE/TEM-omvandlaren enligt uppfinningen blir monteringen alltsà mycket enkel.

I den sammansatta TE/TEM-omvandlaren 6 befinner sig således övergàngsfolien 20 och distansfolien 21 i E- planet. Därmed har övergàngsfoliens höjd B samma orientering som kanalens höjd b. Övergàngsfoliens 8 dimensionsförändring, dvs taperingspartiet 24, sker i övergàngsfoliens 8 höjd B, emedan den stegvisa förändringen av övergàngskanalen 8 medelst trappstegen 11 sker i övergàngskanalens 8 bredd a.

I ytterligare en variant av den första utföringsformen av TE/TEM-omvandlaren 6 är dock trappstegen 11, liksom taperingen i övergàngsfolien 8 orienterade i samma led, antingen höjdled eller bredd. o. -vnpn l0 15 20 25 30 35 c o : Q no 1523 244 u o o n u n v I n o . n p: 21 Övergàngsfolien màste emellertid i alla utföringsformer vara placerad med sitt plan i E-planet.

I den första utföringsformen är övergàngskanalens 8 första trappsteg 11 placerat närmre TEM-porten än den punkt där övergàngsfoliens 20 taperingsparti 24 sträcker sig in i övergàngskanalen 8. Över en sträcka i övergángskanalen 8 befinner sig övergàngsfoliens 20 taperingsparti 24 parallellt med trappstegen 11. Härigenom kan alltså första och andra reflektionsvågor parallellt genereras av taperingspartiet 24 i övergàngsfolien 20 och trappstegen 11 i övergàngskanalen 8 av en till TE/TEM-omvandlaren ankommande mikrovàg.

I en andra utföringsform av TE/TEM-omvandlaren enligt uppfinningen är övergàngsfolien 20 försedd med en dimensionsförändring i form av trappsteg 31, jmf fig 5.

Denna övergàngsfolie 20 är avsedd att pà samma sätt placeras mellan omvandlarblockhalvor 3, 4 av samma slag och med en likadan övergångskanal 8 som beskrivits i samband med den första utföringsformen av TE/TEM- omvandlaren enligt uppfinningen. Den andra utföringsformen av TE/TEM-omvandlaren enligt uppfinningen innefattar likaså en distansfolie 21 som är identisk med den som beskrivits ovan.

Medelst trappsteget 31 förändras övergàngsfoliens 20 höjd B i ett steg som är ungefär 1/8 Ä högt.

Trappstegets 31 höjd kan dock givetvis variera.

Exempelvis kan trappstegets 31 höjd vara så låg som 0.05 Ä och så hög som 1/2 Ä. På bàda sidor om trappsteget 31 är övergàngsfoliens höjd B konstant. I den monterade TE/TEM-omvandlaren 6 befinner sig alltså övergàngsfolien 20 och distansfolien 21 mellan omvandlarblockhalvorna 3, 4. Vid TE-porten, pà den första sidan om trappsteget 31, sträcker sig övergàngsfolien 20 fram till, men inte in i övergångskanalen 8. Pà den andra sidan om trappsteget 31 befinner sig ett parti av övergàngsfolien 20 i övergàngskanalen 8. Övergàngsfolien 20 när dock inte u u: en 10 15 20 25 30 35 .nu n , . nu I I ' " ' 5 3 l t. '..: k z y. z 2 . - . zu' n. o» v f ¥I: . , , , u . .v a , . . u -s 0' 1. u: 22 tvärs över hela övergàngskanalen 8 utan en liten spalt 30 förblir fri från folie. Övergàngsfolien har sin större höjd i övergàngskanalens 8 längdriktning över en sträcka av ungefär M Ä. Den minsta möjliga längden är ungefär % Ä.

I en variant till den andra utföringsformen av TE/TEM-omvandlaren år övergàngsfolien 20 försedd med flera trappsteg 31 (inte visat), av tillverkningstekniska skäl dock inte fler än fem. De kan vara jämnt fördelade eller sträcka sig olika långt utefter övergàngskanalen 8, varvid den totala längden ska vara mellan % Ä och X Ä. De kan ha samma eller olika steghöjd, varvid den totala höjden ska vara mellan 1/20 Ä och M Ä.

En tredje utföringsform av omvandlarblockhalvorna 3, 4 visas i fig 6 och 7. Dessa omvandlarblockhalvor 3, 4 är avsedda att samverka med en övergàngsfolie 20 som är av samma slag som den som har beskrivits i samband med den andra utföringsformen av TE/TEM-omvandlaren enligt uppfinningen, jmf fig 5. Med undantag för de skillnader som beskrivs i det följande fungerar TE/TEM-omvandlaren enligt den tredje utföringsformen pà samma sätt som de ovan beskrivna.

I den tredje utföringsformen av TE/TEM-omvandlaren 6 enligt uppfinningen är övergàngskanalen 8 försedd med en dimensionsförändring i form av ett taperingsparti 32, jmf fig 7. Övergàngskanalens bredd a minskas kontinuerligt i taperingspartiet 32. Taperingspartiet 32 är realiserat som en kilformad ramp i vardera av tvä, mittemot varandra belägna kanalväggar 14, 16 i övergàngskanalen 8. Vidare är taperingspartiet 32 symmetriskt över övergångskanalens delningsplan 5. Rampen börjar ungefär M Ä fràn TE-porten 9 sträcker sig utefter övergàngskanalen 8 en sträcka pà ungefär % Ä. Därefter har övergàngskanalen àter konstant bredd a. Rampens höjd beror pá vilket a-màtt man önskar för övergàngskanalen 8 vid TEM-porten 10. Det är dock inte möjligt att utforma rampen 33 med högre lutning än ca 80 grader eftersom det då inte är möjligt att sà - _ < . v v... uu-u av' u u oc vn 10 15 20 25 30 35 523 244 23 anpassa reflektionsvàgorna att de tar varandra, varför det inte heller är möjligt för en mikrovàg att utbreda sig vidare.

I en variant till denna tredje utföringsform är ramperna i taperingspartiet 32 inte symmetriska. Det är också möjligt med varianter där endast en ramp är utformad i en av kanalväggarna, liksom det även är möjligt med ramper 33 i tre eller fyra kanalväggar.

Sett från TE-porten 9 i den sammansatta TE/TEM- omvandlaren börjar övergàngsfoliens 20 dimensionsförändring före dimensionsförändringen i övergàngskanalen 8. Detta gäller för alla utföringsformer av TE/TEM-omvandlaren enligt uppfinningen. Över en sträcka i övergàngskanalen är dimensionsförändringen av övergàngsfolien 20 anordnad parallellt med dimensionsförändringen i övergàngskanalen 8, varför första och andra reflektionsvàgor kan genereras parallellt.

I samtliga utföringsformer är det mycket viktigt att övergàngskanalens 8 och övergàngsfoliens 20 dimensioner är noga anpassade till varandra liksom till ifrågavarande applikation och frekvensintervall hos ifrågavarande mikrovàgor. TE/TEM-omvandlaren enligt uppfinningen är så konstruerad att en mikrovàg i TE-mod som ankommer till TE/TEM-omvandlaren genom en vàgledarkanal reflekteras mot partierna med dimensionsförändring i dels övergàngskanalen 8, dels övergángsfolien 20. Härvid bildas första respektive andra reflektionsvàgor som har samma amplitud och frekvens men är i motfas, varför de tar ut varandra. Tack vare energibevaringsprincipen tvingas därmed mikrovágen vidare in i TE/TEM-omvandlaren varvid den följer foliekanten och spalten mellan foliekanten och den motsatta kanalväggen. Härför tvingas den byta mod till TEM-mod. Det omvända förloppet sker när en mikrovàg i TEM-mod ankommer till TE/TEM-omvandlaren.

TE/TEM-omvandlaren utformas att fungera för mikrovàgor inom ett begränsat frekvensintervall eftersom ...n v-.

I n» fl>sna 10 15 20 25 30 35 o n s » . o a . n . .o 523 244 . , f - n f n. oc. 24 det inte är möjligt att åstadkomma en geometri som genererar reflektionsvàgor som tar ut varandra för alla frekvenser inom mikrovägsomràdet samtidigt. Vidare är vàgledarkanalens dimension före och efter TE/TEM- omvandlaren beroende av mikrovàgornas frekvens samt i vissa fall av en anslutande applikation.

TE/TEM-omvandlarens dimensioner kan bestämmas pä följande sätt.

Först väljs centerfrekvens och bandbredd för den önskade infallande signalen. Därefter väljs bredd och höjd för TEM sektionen med hänsyn tagen till att strukturen ska vara under cutoff för högsta tillämpliga frekvens som är aktuell. Därefter väljs antal transformeringssteg i vàgledare eller folie, beroende på valt utförande. Därefter väljs lutning och längd pà folie eller storlek och längd pà folietrappsteg för att minimera reflektionen. Strukturen optimeras sedan lämpligen i dator.

Ett generellt exempel pá en mikrovàgskomponent som innefattar två TE/TEM-omvandlare 6 av ovan beskrivet slag är en omvandlaranordning enligt uppfinningen.

En första utföringsform av en omvandlaranordning enligt uppfinningen med ett làgpassvàgledarfilter 37 visas i fig 8-11. En sàdan anordning utgör alltså ett làgpasssfilter för mikrovàgor i TEM-mod som direkt kan anslutas till omgivande struktur för mikrovàgor i TE-mod.

Omvandlaranordningen innefattar ett anordningsblock 33 med en anordningskanal 34. Anordningsblocket 33 innefattar en första anordningsblockhalva 35 och en andra, med den första komplementär anordningsblockhalva 36. I varje anordningsblockhalva 35, 36 är en halva av anordningskanalen 34 fräst. När anordningsblockhalvorna 35, 36 är sammanfogade är anordningskanalhalvorna mitt för varandra och bildar anordningskanalen 34.

Anordningsblockhalvornas 35, 36 delningsplan 5 utgör omvandlaranordningens E-plan. 10 15 20 25 30 35 . . n ø oo .S23 244 I o. oc: 25 Omvandlaranordningen enligt uppfinningen innefattar en första TE/TEM-omvandlare 6 och en andra TE/TEM- omvandlare 6 samt en TEM-sektion i form av ett làgpassvàgledarfilter 37 för mikrovàgor i TEM-mod dem emellan. TEM-sektionen 37 innefattar ett metallblock 42 med en TEM-kanal i form av en làgpassvàgledarfilterkanal 43 och en TEM-folie i form av en làgpassvàgledarfilterfolie 44.

TE/TEM-omvandlarna 6 är i det visade exemplet lika och utförda enligt den första utföringsformen ovan, varför det här hänvisas till beskrivningen ovan. De kan emellertid vara utformade på något av de ovan beskrivna sätten och behöver inte heller vara lika, jmf fig 12 där den ena TE/TEM omvandlaren har taperad folie och den andra TE/TEM-omvandlaren har trappstegsförsedd folie. De är i många tillämpningar en fördel att designa dem olika för att optimera dem till ifrågavarande anslutande tillämpning. Beträffande alla möjliga utföringsformer och varianter på omvandlaranordningens TE/TEM-omvandlare hänvisas till beskrivningen ovan.

Làgpassfiltret, eller TEM-sektionen 37, har en första TEM-port 38 och en andra TEM-port 39. Den första TE/TEM-omvandlaren 6 är ansluten till TEM-sektionens 37 första TEM-port 38 med sin TEM-port 10. Den andra TE/TEM- omvandlaren 6 är ansluten till TEM-sektionens 37 andra TEM-port 39 med sin TEM-port 10.

Omvandlaranordningen enligt uppfinningen har vidare en första yttre TE-port 40 och en andra yttre TE-port 41 för passage av mikrovàgor i TE-mod. Omvandlaranordningens första yttre TE-port 40 är ansluten till den första TE/TEM-omvandlarens 6 TE-port 9 och omvandlaranordningens andra yttre TE-port 41 är ansluten till den andra TE/TEM- omvandlarens 6 TE-port 9.

Den första och den andra TE/TEM-omvandlaren 6 samt lágpassfiltret 37 är integrerade, dvs de utgör inte separata sammankopplade komponenter, utan är utförda i gemensamma stycken. Ett parti av omvandlarblocket 33 .nu n. »nn-n 10 15 20 25 30 35 , , . , . , Q ø a u nu 523 244 . | v u u o \ . - ' _ . , . »q ons 26 utgörs således av làgpassfiltrets 37 blockhalvor 42 och ett parti pà varje sida om detta utgörs av varje TE/TEM- omvandlares 6 blockhalvor 3, 4.

Vidare utgör den första och den andra TE/TEM- omvandlarnas 6 övergàngskanaler 8 partier av anordningskanalen 34 liksom TEM-kanalen, eller làgpassvàgledarfilterkanalen 43, utgör ett parti av anordningskanalen 34 som befinner sig mellan övergångskanalerna 8. Lágpassvàgledarfilterkanalen 43 har ett mindre tvärsnitt än övergängskanalerna 8.

Omvandlaranordningen innefattar en anordningsfolie 45 i tvà delar 45a och 45b som visas i fig ll. Ett parti av anordningsfolien 45a utgörs av den första TE/TEM- omvandlarens 6 övergàngsfolie 20 och ett annat parti av anordningsfolien 45a utgörs av den andra TE/TEM- omvandlarens 6 övergàngsfolie 20. Mellan dessa partier finns làgpassvågledarfilterfolien 44. Övergàngsfolierna 20 och làgpassvàgledarfilterfolien 44 är i ett stycke.

Anordningsfoliens andra del 45b innefattar TE/TEM- omvandlarnas 6 distansfolier 21 och en andra del av làgpassvàgledarfilterfolien 44 dem emellan.

Làgpassvàgledarfilterfolien 44 innefattar alltså i det visade exemplet tvà delar vilka var och en är försedd med TEM-resonatorer 50. Làgpassvàgledarfilterfolien har i det visade exemplet antiparallella TEM-resonatorer, men det är också möjligt att använda endast en del làgpassvàgledarfilterfolie med parallella TEM-resonatorer 50.

Anordningsfolien 45a, b är konstruerad att passa mellan anordningsblockhalvorna 35, 36 på motsvarande sätt som övergàngsfolien 20 och distansfolien 21 är konstruerade att passa mellan omvandlarblockhalvorna 3, 4 som beskrivits ovan.

När omvandlaranordningen är monterad befinner sig anordningsfoliens 45 partier av övergàngsfolie 8 mellan anordningsblockhalvornas 35, 36 partier som tillhör varsin av TE/TEM-omvandlarna 6 liksom u u .nu n. ;>~.| 10 15 20 25 30 35 «s2s 244 , . n ø n a u n un :en 27 lågpassvàgledarfilterfolien 44 befinner sig mellan anordningsblockhalvorna vid làgpassvàgledarfiltret 37.

Såsom beskrivits ovan befinner sig åtminstone ett parti av övergàngsfolierna 20 i övergångskanalen 8.

TEM-folien 44 är i den första utföringsformen utformad som en lågpassvågledarfilterfolie, men kan vara utformad på andra sätt beroende på vilken applikation som man avser att tillhandahålla i TEM-sektionen 42.

Det finns många olika tänkbara applikationer för TEM-sektionen.

I fig 13 visas en omvandlaranordning enligt uppfinningen där TEM-sektionen innefattar en dämpare.

Anordningsfoliens 45 två delar är vid TEM-folierna 44 försedda med en resistiv film 46 som även täcker spalten mellan TEM-folierna.

I fig 14 visas en omvandlaranordningen enligt uppfinningen där TEM-sektionen innefattar en switch i två olika vyer och en tillhörande anordningsfolie. En PIN- diod 47 är ansluten dels till TEM-folien 44 och dels till en bias-inkoppling 48.

Fig 15 visar en diplexer som innefattar tre omvandlaranordningar 51 enligt uppfinningen med lågpassvàgledarfilter 37 och TE/TEM-omvandlare 6.

Diplexern är av ett slag som beskrivits i den svenska patentansökan SE 0002521-3. Den innefattar en antennport 52, en mottagarport 53 och en sändarport 54.

Genom dessa portar 52, 53, 54 passerar mikrovågor i TE- mod.

Varje port 52, 53, 54 är ansluten till en omvandlaranordning 51. De tre omvandlaranordningarna 51 är utformade enligt den i fig 8-11 visade utföringsformen, men de kan vara utformade på något annat av de ovan beskrivna sätten.

Diplexern innefattar vidare en filtreringssektion 55 för mikrovàgor i TE-mod. Filtreringssektionen 55 har en filtreringskanal 59 med tre TE-portar, nämligen en TE- mun; 10 15 20 25 30 35 , . . , , . - n o o o; n o 52z 244 . n - n a a | o n an una 28 antennport 56, en TE-sändarport 57 och en TE-mottagarport 58.

En första omvandlaranordnings 51 första yttre TE- port 40 är ansluten till TE-antennporten 56, en andra omvandlaranordnings 51 första yttre TE-port 40 är ansluten till TE-sändarporten 57 och en tredje omvandlaranordnings första yttre TE-port 40 är ansluten till TE-mottagarporten 58. Den första omvandlaranordningens 51 andra yttre TE-port 41 är ansluten till antennporten 52, den andra omvandlar- anordningens 51 andra yttre TE-port 41 är ansluten till sändarporten 53 och den tredje omvandlaranordningens andra yttre TE-port 41 är ansluten till mottagarporten 54.

Omvandlaranordningarna 51 och filtreringssektionen 55 är integrerade med varandra. Hela diplexern innefattar alltså ett diplexerblock med en första diplexerblockhalva 60 och en andra, med den första diplexerblockhalva 60 komplementär diplexerblockhalva (inte visad). När diplexerblockhalvorna är förbundna med varandra bildas en diplexerkanal 62. Diplexerkanalen 62 innefattar filtreringskanalen 59 och de tre anordningskanalerna 34. Varje anordningskanal 34 innefattar en första och en andra övergàngskanal 8 och en TEM-kanal 43 i form av en làgpassvågledarfilterkanal_ Diplexern innefattar vidare en diplexerfolie 61.

Diplexerfolien 61 innefattar en filtreringsfolie 63 som är försedd med gnistade poler 64 vilka är anordnade i filtreringskanalen 59 när diplexerfolien 61 är monterad i diplexern. I anslutning till filtreringsfolien 63 innefattar diplexerfolien 61 de tre anordningsfolierna, vilka är utformade på de i samband med den första utföringsformen av omvandlaranordningen beskrivna sättet.

Således har i det här visade utförandet ett parti 65 av diplexerfolien 61 funktionen som distansfolie. :av 10 523 244 a n ø c u n I I nu un. 29 Det är dock möjligt att utforma de i diplexern ingående omvandlaranordningarna på något av de andra, ovan beskrivna sätten.

I den monterade diplexern befinner sig diplexerfoliens 62 parti med filtreringsfolie 63 mellan diplexerblockhalvorna 60, 61 i filtreringssektionen 55 och åtminstone delvis i filtreringskanalen 59.

Diplexerfoliens 62 partier med anordningsfolie 43 befinner sig mellan diplexerblockhalvorna 60, 61 och åtminstone delvis i anordningskanalerna 34. ø o o u nu

Claims (30)

mur» 10 15 20 25 30 35 | n n | | I o ~ o v en o (523 244 1 . . . . . . . . . . . . . .. 30 PATENTKRAV

1. TE/TEM-omvandlare innefattande en övergàngssektion (7) med en TE-port (9) för passage av mikrovàgor i TE-mod och en TEM-port (10) för passage av mikrovágor i TEM-mod, varvid övergángssektionen (7) är inrättad att bringa åtminstone väsentligen hela en via endera porten (9, 10) ankommande mikrovåg att passera genom övergàngssektionen (7) under omvandling av mikrovàgen fràn endera av nämnda TE- och TEM-moder till den andra moden, k ä n n e t e c k n a d a v att övergàngssektionen (7) är inrättad att av nämnda ankommande mikrovàg, under dess passage genom övergàngssektionen (7), generera flera reflektionsvàgor vilka tar ut varandra.

2. TE/TEM-omvandlare enligt krav 1, varvid övergàngssektionen (7) är inrättad att av nämnda ankommande mikrovàg parallellt generera första och andra reflektionsvágor, vilka tar ut varandra.

3. TE/TEM-omvandlare enligt krav 1 eller 2, varvid övergàngssektionen (7) innefattar en övergàngskanal (8) och en övergàngsfolie (20) som är anordnad i övergàngskanalen (8), varvid övergàngskanalen (8) och övergàngsfolien (20) vardera innefattar minst en dimensionsförändring, vilka dimensionsförändringar är så anpassade till varandra, att av nämnda ankommande mikrovàg övergàngsfolien (20) genererar första reflektionsvàgor och övergàngskanalen (8) genererar andra reflektionsvàgor, vilka första och andra reflektionsvàgor tar ut varandra.

4. TE/TEM-omvandlare enligt krav 3, varvid övergàngskanalen (8) sträcker sig fràn TE-porten (9) till TEM-porten (10) och har ett större tvärsnitt vid TE- porten (9) än vid TEM-porten (10).

5. TE/TEM-omvandlare enligt krav 4, varvid övergàngssektionen (8) har ett E-plan; och varvid övergàngsfolien (20) är anordnad mitt i övergàngskanalen u n von n. 10 15 20 25 30 35 n Q ø n a u ø 0 I U 00 523 244 u j" 1 ' ' . | ø n 0 I n u. 31 (8) med sitt plan i E-planet samt har en höjd B tvärs övergàngskanalen (8) som är mindre vid TE-porten (9) än vid TEM-porten (10).

6. TE/TEM-omvandlare enligt krav 5, varvid övergàngskanalen (8) har ett rektangulärt tvärsnitt med en bredd a vinkelrätt mot E-planet, en höjd b parallellt med E-planet och minst två trappsteg (ll) mellan TE- porten (9) och TEM-porten (10) så att övergàngskanalens (8) bredd a och/eller höjd b stegvis minskar från TE- porten (9) mot TEM-porten (10).

7. TE/TEM-omvandlare enligt krav 6, varvid övergàngskanalen (8) har en längsgående centrumaxel och övergàngskanalens (8) bredd a och/eller höjd b är symmetrisk med avseende pà centrumaxeln.

8. TE/TEM-omvandlare enligt krav 5, varvid övergàngskanalen (8) har ett rektangulärt tvärsnitt med en bredd a vinkelrätt mot E-planet och en höjd b parallellt med E-planet, samt fyra längsgående kanalväggar (14, 15, 16, 17) och varvid en tapering (32) är utformad på en eller flera av kanalväggarna (14, 15, 16, 17), så att övergàngskanalens (8) bredd a och/eller höjd b kontinuerligt minskar i riktning från TE-porten (9) mot TEM-porten (10).

9. TE/TEM-omvandlare enligt något av kraven 5-8, varvid övergàngsfolien (20) innefattar minst ett trappsteg (31) mellan TE-porten (9) och TEM-porten (10) så att övergángsfoliens (20) höjd B stegvis ökar fràn TE- porten (9) mot TEM-porten (10).

10. TE/TEM-omvandlare enligt något av kraven 5-7, varvid övergàngsfolien (20) innefattar ett taperingsparti (24) i vilket övergängsfoliens (20) höjd B kontinuerligt ökar från TE-porten (9) mot TEM-porten (10).

11. TE/TEM-omvandlare enligt nàgot av kraven 5-10, vilken vidare innefattar en första omvandlarblockhalva (3) med en första övergàngskanalhalva, en andra, med den första omvandlarblockhalvan (3) komplementär omvandlarblockhalva (4) med en andra övergångskanalhalva, 10 15 20 25 30 35 v o n n en i 523 244 g; -° aa .nu 32 vilka är förbundna med varandra för bildande av övergàngskanalen (8) och varvid övergàngsfolien (20) är anordnad mellan övergàngskanalhalvorna (3, 4) med åtminstone ett parti i övergàngskanalen (8).

12. Omvandlaranordning innefattande en första och en andra TE/TEM-omvandlare (6) enligt krav 1, vilken vidare innefattar en TEM-sektion (37) för mikrovàgor i TEM-mod med en första och en andra TEM-port (38, 39) för passage av mikrovàgor i TEM-mod, varvid den första TE/TEM- omvandlaren (6) är ansluten till TEM-sektionens (37) första TEM-port (38) med sin övergàngssektions (7) TEM- port (10) och den andra TE/TEM-omvandlaren (6) är ansluten till TEM-sektionens (37) andra TEM-port sin övergàngssektions (7) TEM-port (10).

13. Omvandlaranordning enligt krav 12, vilken vidare (39) med innefattar en första och en andra yttre TE-port (40, 41) för passage av mikrovàgor i TE-mod, varvid omvandlaranordningens första yttre TE-port (40) är ansluten till den första TE/TEM-omvandlarens (6) TE-port (9) port (41) är ansluten till den andra TE/TEM-omvandlarens (6) TE-port (9).

14. Omvandlaranordning enligt krav 12 eller 13, varvid den första TE/TEM-omvandlaren (6), den andra TE/TEM-omvandlaren (6) och TEM-sektionen (37) år och varvid omvandlaranordningens andra yttre port TE- integrerade.

15. Omvandlaranordning enligt krav 14, varvid TE/TEM-omvandlarna (6) innefattar varsin övergàngskanal (8); TEM-sektionen (37) innefattar en TEM-kanal (43); omvandlaranordningen innefattar en anordningskanal (34) som innefattar övergångskanalerna (8) och TEM- kanalen (43); omvandlaranordningen vidare innefattar en första anordningsblockhalva (35) anordningskanalhalva och en andra, med den första anordningsblockhalvan (35) komplementär och varvid med en första min; 10 15 20 25 30 35 Q - v 4 no , . | ; c i i ! O I I I I I O ., u. 33 anordningsblockhalva (36) med en andra anordningskanalhalva, vilka anordningsblockhalvor (35, 36) är förbundna med varandra för bildande av anordningskanalen (34).

16. Omvandlaranordning enligt krav 15, varvid TE/TEM-omvandlarna (6) innefattar varsin övergàngsfolie (20); omvandlaranordningen vidare innefattar en anordningsfolie (45) som är i ett stycke med övergångsfolierna (20); och varvid anordningsfolien (45) är anordnad mellan anordningsblockhalvorna (35, 36) med sitt plan i E-planet och med åtminstone ett parti i anordningskanalen (34).

17. Omvandlaranordning enligt något krav 12-16, varvid den första och den andra TE/TEM-omvandlaren (6) är lika och spegelvända.

18. Omvandlaranordning enligt något krav 12-17, (37) lågpassvågledarfilter.

19. Omvandlaranordning enligt krav 15 och 18, varvid varvid TEM-sektionen utgörs av ett TEM-kanalen (43) utgörs av en 1ågpassvàgledarfilterkanal.

20. Omvandlaranordning enligt krav 15, 16 och 18, varvid anordningsfolien (45) innefattar en làgpassvågledarfilterfolie (44).

21. Omvandlaranordning enligt krav 20, varvid làpassfilterfolien (44) är försedd med TEM-resonatorer.

22. Omvandlaranordning enligt krav 12, varvid TEM- sektionen (37) utgörs av en dämpare.

23. Omvandlaranordning enligt krav 12, varvid TEM- sektionen (37) utgörs av en switch.

24. Diplexer för ihopkoppling av en sändare och en mottagare med en antenn, innefattande åtminstone en omvandlaranordning (51) med ett lågpassvågledarfilter (37) för filtrering av mikrovågor i TEM-mod och en första och en andra TE/TEM-omvandlare (6) enligt krav 1.

25. Diplexer enligt krav 24, vilken vidare har ett E-plan och vidare innefattar en filtreringssektion (55) \oo n; 10 15 20 25 30 35 . , a v . n n n ø ø oo 523 244 ;..... n... 34 för mikrovàgor i TE-mod i anslutning till åtminstone en första omvandlaranordning (51) av nämnda åtminstone en omvandlaranordning (51), vilken filtreringssektion (55) innefattar en filtreringskanal (59) och en filtreringsfolie (63) som är försedd med gnistade poler (64) och som är anordnad med åtminstone ett parti i filtreringskanalen (59) med sitt plan i E-planet.

26. Diplexer enligt krav 25, varvid filtreringssektionen (55) har TE-portar (56, 57, 58) för passage av mikrovågor i TE-mod; den första omvandlaranordningen (51) innefattar en första yttre TE-port (40); och varvid den första omvandlaranordningens (51) första yttre TE-port (40) är ansluten till en av filtreringssektionens (55) TE-portar (56, 57, 58).

27. Diplexer enligt krav 26, vilken vidare innefattar en sändarport (54), en mottagarport (53) och en antennport (52), samt en andra och en tredje omvandlaranordning (51) av nämnda åtminstone en omvandlaranordning (51), vilka innefattar varsin första och andra yttre TE-port (40, 41), varvid den första omvandlaranordningen (51) vidare innefattar en andra yttre TE-port (41), fitreringssektionen (55) har en TE-sändarport (57), en TE-mottagarport (58) och en TE-antennport (56), den första omvandlaranordningens (51) första yttre TE-port (40) är ansluten till filtreringssektionens (55) TE-sändarport (57) och den första omvandlaranordningens (51) andra yttre TE-port (41) är ansluten till sändarporten (54), den andra omvandlaranordningens (51) första yttre TE-port (40) är ansluten till filtreringssektionens (55) TE-mottagarport (58) och den andra omvandlaranordningens (51) andra yttre TE-port (41) är ansluten till mottagarporten (53), och varvid den tredje omvandlaranordningens (51) första yttre TE-port (40) är ansluten till filtreringssektionens (55) v .aa o» man» 10 15 20 25 30 . n u ~ | I ' ' ' " 6523 244 35 TE-antennport (56) och den tredje omvandlaranordningens (51) andra yttre TE-port (41) är ansluten till antennporten (52).

28. Diplexer enligt krav 27, varvid filtreringssektionen (55) och omvandlaranordningarna (51) är integrerade med varandra.

29. Diplexer enligt krav 28, varvid omvandlaranordningarna (51) innefattar varsin anordningskanal (34); diplexern vidare innefattar en diplexerkanal (62) som innefattar anordningskanalerna (34); diplexern vidare innefattar en första diplexerblockhalva (60) med en första diplexerkanalhalva och en andra, med den första diplexerblockhalvan komplementär diplexerblockhalva med en andra diplexerkanalhalva, vilka diplexerblockhalvor är förbundna med varandra för bildande av diplexerkanalen (62); och varvid diplexerblockhalvornas (60) delningsplan är E- planet.

30. Diplexer enligt krav 29, varvid omvandlaranodningarna innefattar varsin anordningsfolie (45); diplexern vidare innefattar en diplexerfolie (61); diplexerfolien (61) är i ett stycke med anordningsfolierna (45) och filtreringsfolien (63); och varvid diplexerfolien (61) är anordnad mellan diplexerblockhalvorna (60) med sitt plan i E-planet och med åtminstone ett parti i diplexerkanalen (62). .nu nl