WO1990004861A1 - Hochfrequenz-bandpassfilter - Google Patents

Hochfrequenz-bandpassfilter Download PDF

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WO1990004861A1
WO1990004861A1 PCT/EP1989/000902 EP8900902W WO9004861A1 WO 1990004861 A1 WO1990004861 A1 WO 1990004861A1 EP 8900902 W EP8900902 W EP 8900902W WO 9004861 A1 WO9004861 A1 WO 9004861A1
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PCT/EP1989/000902
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Inventor
Dieter Seitzer
Thomas Brockdorff
Original Assignee
Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V.
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    • 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
    • H01P1/201—Filters for transverse electromagnetic waves
    • H01P1/203—Strip line filters
    • H01P1/20327—Electromagnetic interstage coupling
    • H01P1/20354—Non-comb or non-interdigital filters
    • H01P1/20363—Linear resonators

Definitions

  • the present invention relates to a high-frequency bandpass filter according to the preamble of patent claim 1.
  • a generic high-frequency bandpass filter is already known from the textbook "Zinke / Brunswig: Textbook of High Frequency Technology, Volume 1, 3rd Edition, Springer-Verlag 1986, page 209, Figure 4.14 / 9".
  • This known high-frequency band-pass filter is a so-called interdigital filter with capacitively shortened resonator inner conductors.
  • an input line resonator, a center line resonator and an output line resonator lie parallel to one another in such a way that a coupling between the input line resonator nator and the center line resonator and a coupling between the center line resonator and the output line resonator occurs.
  • This coupling is a so-called coupling of parallel lines.
  • a desirable shift of the next pass band which in the case of lambda half-resonators is twice the resonance frequency, to higher frequencies, so that good attenuation at the first harmonic of the center frequency occurs of the passband can be achieved.
  • the degree of coupling of this known interdigital filter cannot be increased arbitrarily and thus the damping at the resonance frequency cannot be reduced to low damping values without undesired direct coupling of the input resonator to the output resonator, which in turn inhibits the characteristics of the Inter ⁇ digital filter would affect.
  • a bandpass filter with parallel coupled lambda half resonators is also known from the textbook on radio frequency technology cited above, page 207, Figure 4.14 / 6.
  • the known bandpass filter is implemented using strip technology or micro-strip technology and comprises a plurality of lambda half-strip line resonators on a substrate, which are mutually offset in the longitudinal direction by lambda quarters.
  • Such a high-frequency band-pass filter structure has large external dimensions. Furthermore, such an unabridged high-frequency bandpass filter cannot be tuned and has a relatively low attenuation at the first harmonic.
  • FIG. 1 a high-frequency bandpass filter using stripline technology is known, which has an input coupling line, two center resonators and an output coupling line.
  • the input coupling line and the output coupling line are each designed as idling lines and capacitive coupling elements, which are arranged parallel to one another and unaligned in the direction of their longitudinal extension, that is to say arranged at the same height.
  • the two center resonators are designed as U-shaped, capacitively shortened lambda half resonators, the ends of which are connected to the ground potential and the center of which are each connected to a capacitor.
  • the input coupling line and the output coupling line form purely capacitive couplings at a relatively low-resistance point of the center resonators.
  • the entire filter structure cannot be tuned and has no adjustable degree of coupling. It is all the more impossible with this filter to tune its center frequency over a larger frequency range.
  • the object of the present invention is to develop a high-frequency bandpass filter of the type mentioned at the outset in such a way that, with simple manufacture and small external dimensions of the filter, low transmission loss with high attenuation, in particular in the area of the first harmonic or first harmonic is achieved.
  • the high-frequency bandpass filter according to the invention prevents a direct coupling of the input resonator to the output resonator by means of their arrangement which is offset in the longitudinal direction of the central resonator, as a result of which a high degree of coupling can be achieved, with a through loss of only 1 to 2.5 dB. of the pass-through frequency is possible without the usual wave formation of the attenuation curve in the frequency range with such a high degree of coupling.
  • the high-frequency bandpass filter according to the invention not only shows the very high passband attenuation just mentioned, but also has, depending on the degree of coupling and bandwidth of the passband, an attenuation of up to -70 dB at the first harmonic.
  • An important advantage of the filter according to the invention is that its characteristics can be simulated by computer, which is not the case with many known filter structures or can only be carried out approximately with considerable effort.
  • the filter according to the invention is suitable for tuning capacitors with adjustable capacitance values or trimmers and can be constructed compactly and inexpensively using microstrip technology. Because of its low pass-through attenuation, the field of application of the line filter according to the invention not only appears to be limited to frequency processing, but it also seems to be possible in principle to use the filter according to the invention also in the power range.
  • FIG. 1 shows a structure of an embodiment of the filter according to the invention
  • FIG. 2 shows a computational simulation of the damping curve of the embodiment according to FIG. 1;
  • FIG. 3 shows a measurement result of the damping curve of the embodiment according to FIG. 1.
  • the third-order high-frequency bandpass filter which is designated in its entirety by reference number 1, comprises an input resonator 2, a center resonator 3 and an output resonator 4.
  • the resonators 2, 3, 4 are designed as line resonators in strip technology or microstrip technology on a substrate by means of the etching technology which is conventional per se.
  • the substrate has a thickness of approximately 1.5 mm with a relative permeability or effective dielectric constant
  • the input resonator 2 is coupled to the central resonator 3 in parallel.
  • the center resonator 3 is in turn coupled to the output resonator 4 in parallel.
  • the mutually turned ends 5, 6 of the input resonator 2 and the output resonator 4 are connected to ground.
  • the two ends 7, 8 of the center resonator 3 are connected to ground.
  • the center of the center resonator 3 is connected to ground via a first adjustable capacitor 9.
  • the opposite ends 10, 11 of the input resonator 2 and the output resonator 4 are also connected to ground via a second or third adjustable capacitor 12, 13.
  • the input resonator 2 is parallel to the center resonator 3 between one end 7 and the center 14 of the center resonator 3.
  • the output resonator 4 is parallel to the center resonator 3 between the center 14 of the center resonator 3 and the other end 8 thereof Offset of the input resonator and the output resonator largely prevents an undesired, direct coupling from the input resonator to the output resonator, which would lead to a weakening of the damping outside the pass frequency.
  • the center resonator 3 in conjunction with the first capacitor 9 assigned to it forms a shortened lambda half-line resonator, the length of which, by suitable selection of the capacitance value of the first capacitor, is likewise from 10 to 30%, but preferably approximately 16%, of the length of a lambda Half resonator is set.
  • the capacitance value of the first capacitor 9 corresponds with approximately 2% accuracy to twice the capacitance value of the second or third capacitor 12, 13.
  • the ratio of the capacitance values results from the line lengths.
  • the lengths can be changed independently of one another within certain limits, which is accompanied by a corresponding change in the capacitance values.
  • the outer line elements 2, 4 can be shifted slightly parallel to the middle line 3, which facilitates the placement of the middle capacitor 9.
  • the input resonator 2 is connected to an input connection line 15 by means of a direct tap.
  • the output resonator 4 is connected to an output connection line 16 by means of a direct tap.
  • any other coupling can be used in deviation from the exemplary embodiment shown.
  • EPSILON 4.0 the following dimensions were chosen: The K.
  • the capacitance of the second and third capacitors 12, 13 is 18.6 pF, that of the first capacitor 9 is 36.6 pF.
  • the lengths of the input resonator and of the output resonator 2, 4 are 17 mm.
  • the length of the center resonator 3 is 34 mm.
  • the connecting lines 15, 16 with a characteristic impedance of 50 ohms are spaced 4.8 mm from the opposite ends 10, 11 of the input resonator 2 and output resonator 4.
  • An important advantage of the high-frequency bandpass filter 1 according to the invention is that its attenuation curve can be simulated by computer. The result of such a simulation is shown in FIG. 2.
  • the computational attenuation curve shows a transmission loss of less than -1 dB and an attenuation of -65 dB at twice the transmission frequency
  • FIG. 3 shows the actually measured attenuation curve of the embodiment of the high-frequency band-pass filter according to the invention with the above-mentioned direction
  • the computed attenuation curve according to FIG. 2 coincides relatively well with that actually measured Attenuation curve according to FIG. 3.
  • a transmission loss of -1.2 dB was achieved at the transmission frequency f of 400 MHz.
  • the attenuation curve shown in FIG. 3 shows that a very high degree of coupling is achieved at the pass frequency f without the wave formation of the attenuation curve in the frequency range which is usual with such high degrees of coupling being accepted must be taken, as occurs in filters with two resonators coupled in parallel.
  • the illustrated embodiment of the bandpass filter according to the invention has a very wide tuning range from 360 MHz to 960 MHz with an approximately constant quality.
  • a decisive advantage of the high-frequency bandpass filter according to the invention is that its damping behavior can be simulated with little effort using programs known per se. B. is not possible with an interdigital filter with more than two resonators.
  • Preferred areas of application of the filter according to the invention are in the field of frequency processing technology at frequencies between approximately 50 MHz and 10 GHz. It is also conceivable to use the filter according to the invention as an output filter for transmitters with low power to suppress harmonics.

Landscapes

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

Abstract

Ein Hochfrequenz-Bandpaßfilter hat einen Eingangsresonator, einen Mittenresonator und einen Ausgangsresonator, die parallel gekoppelt sind. Der Eingangsresonator und der Ausgangsresonator sind kapazitiv verkürzte Lambda-Viertel-Leitungsresonatoren. Zur Verbesserung der Dämpfungscharakteristika ist der Mittenresonator als kapazitiv verkürzter Lambda-Halbe-Leitungsresonator ausgebildet. Der Eingangsresonator erstreckt sich über einen ersten Teil der Länge des Mittenresonators. Der Ausgangsresonator erstreckt sich über einen zweiten Teil der Länge des Mittenresonators.

Description

Hochfrequenz-Bandpaßfil er
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Hochfrequenz-Band- paßfilter nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Ein gattungsgemäßes Hochfrequenz-Bandpaßfilter ist bereits bekannt aus dem Lehrbuch "Zinke/Brunswig: Lehrbuch der Hochfrequenztechnik, Band 1, 3. Auflage, Springer-Verlag 1986, Seite 209, Abbildung 4.14/9". Bei diesem bekannten Hochfrequenz-Bandpaßfilter handelt es sich um ein sogenann¬ tes Interdigitalfilter mit kapazitiv verkürzten Resonator- Innenleitern.. Bei diesem Hochfrequenz-Bandpaßfilter liegen ein Eingangsleitungsresonator, ein Mittenleitungsresonator und ein Ausgangsleitungsresonator parallel zueinander in der Weise, daß eine Kopplung zwischen dem Eingangsleitungsreso- nator und dem Mittenleitungsresonator sowie eine Kopplung zwischen dem Mittenleitungsresonator und dem Ausgangslei¬ tungsresonator auftritt. Bei dieser Kopplung handelt es sich um eine sogenannte Kopplung paralleler Leitungen. Bei diesem bekannten Interdigitalfilter mit drei kapazitiv verkürzten Lambda- Viertel-Resonatoren tritt eine wünschenswerte Verschiebung des nächsten Durchlaßbereiches, der bei Lambda- Halbe- Resonatoren bei der zweifachen Resonanzfrequenz liegt, zu höheren Frequenzen auf, so daß eine gute Dämpfung bei der ersten Harmonischen der Mittenfrequenz des Durch¬ laßbereiches erzielt werden kann. Andererseits kann der Kopplungsgrad dieses bekannten Interdigitalfilters nicht beliebig erhöht werden und damit die Dämpfung bei der Resonanzfrequenz nicht auf niedrige Dämpfungswerte herab¬ gesenkt werden, ohne daß es zu einer unerwünschten direkten Kopplung des Eingangsresonators- mit dem Ausgangsresonator kommt, die ihrerseits die Sperrcharakteristika des Inter¬ digitalfilters beeinträchtigen würde. Aus dem oben zitierten Lehrbuch der Hochfrequenztechnik, Seite 207, Abbildung 4.14/6 ist ferner ein Bandpaßfilter mit parallel gekoppelten Lambda-Halbe-Resonatoren bekannt. Das bekannte Bandpaßfilter ist in Streifentechnik oder Mikro- striptechnik realisiert und umfaßt auf einem Substrat eine Mehrzahl von Lambda-Halbe-Streifenleitungsresonatoren, die gegeneinander in Längsrichtung um Lambda-Viertel versetzt sind. Eine derartige Hochfrequenz-Bandpaßfilter-Struktur hat große Außenabmessungen. Ferner ist ein derartiges unverkürz¬ tes Hochfrequenz- Bandpaßfilter nicht abstimmbar und hat eine relativ niedrige Dämpfung bei der ersten Harmonischen.
Aus dem Standardlehrbuch "Meinke/Gundlach, Taschenbuch der Hochfrequenztechnik, 4. Auflage, Springer-Verlag 1986", Abschnitte F 14 bis F 19 in Verbindung mit Bild 27 sind verschiedene gekoppelte Leitungsschaltungen, die einen Band¬ paß bilden, bekannt.
Aus der EP-Bl-0117178, Fig. 1, ist ein Hochfrequenz-Bandpa߬ filter in Streifenleitungstechnik bekannt, das eine Eingangskoppelleitung, zwei Mittenresonatoren und eine Ausgangskoppelleitung aufweist. Die Eingangskoppelleitung und die Ausgangskoppelleitung sind jeweils als leerlaufende Leitungen und kapazitive Koppelelemente ausgebildet, welche parallel zueinander und in Richtung ihrer Längserstreckung unversetzt, also auf gleicher Höhe angeordnet sind. Die beiden Mittenresonatoren sind als U-förmige , kapazitiv verkürzte Lambda-Halbe-Resonatoren ausgestaltet, deren Enden mit dem Massepotential und deren Mitte mit jeweils einem Kondensator verbunden sit. Die Eingangskoppelleitung und die Ausgangskoppelleitung bilden rein kapazitive Einkopplungen an einem relativ niederohmigen Punkt der Mittenresonatoren. Die gesamte Filterstruktur ist nicht abstimmbar und hat keinen einstellbaren Kopplungsgrad. Erst recht ist es mit diesem Filter nicht möglich, dieses in seinen Mittenfrequenz über einem größeren Frequenzbereich durchzustimmen. Gegenüber diesem Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Hochfrequenz-Bandpa߬ filter der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß bei einfacher Herstellbarkeit und geringen Außenabmessungen des Filters eine niedrige Durchlaßdämpfung bei hoher Dämpfung insbesondere im Bereich der ersten Harmonischen bzw. der ersten Oberschwingung erzielt wird.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch ein Hochfre¬ quenz-Bandpaßfilter nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Das erfindungsgemäße Hochfrequenz-Bandpaß ilter verhindert eine direkte Kopplung des Eingangsresonators mit dem Aus¬ gangsresonator durch deren in Längsrichtung des Mittelreso¬ nators versetzte Anordnung, wodurch ein hoher Kopplungsgrad erzielbar ist, der eine Durchgangsdämpfung von lediglich 1 bis 2,5 dB bei. der Durchgangsfrequenz ermöglicht, ohne daß es zu einer bei einem derart hohen Kopplungsgrad üblichen Wellenbildung des Dämpfungsverlaufes im Frequenzbereich kommt. Das erfindungsgemäße Hochfrequenz-Bandpaßfilter zeigt nicht nur die soeben angesprochene, sehr hohe Durchla߬ dämpfung, sondern verfügt ferner, je nach Kopplungsgrad und Bandbreite des Durchlaßbereiches, über eine Dämpfung von bis zu -70 dB bei der ersten Harmonischen.
Ein bedeutender Vorzug des erfindungsgemäßen Filters liegt darin, daß dessen Charakteristika rechnerisch simulierbar sind, was bei vielen bekannten Filterstrukturen nicht der Fall ist oder nur näherungsweise bei erheblichen Aufwand durchführbar ist.
Das erfindungsgemäße Filter eignet sich für eine Abstimmung bei Kondensatoren mit einstellbaren Kapazitätswerten oder Trimmern und kann kompakt und kostengünstig in Mikrostrip- technologie aufgebaut werden. Aufgrund seiner niedrigen Durchlaßdämpfung erscheint der Anwendungsbereich des erfindungsgemäßen Leitungsfilters nicht nur auf die Frequenzaufbereitung beschränkt, sondern es scheint grundsätzlich möglich, das erfindungsgemäße Filter auch im Leistungsbereich einzusetzen.
Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fil¬ ters wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Struktur einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Filters;
Fig. 2 eine rechnerische Simulation des Dämpfungs¬ verlaufes der Ausführungsform gemäß Fig. 1; und
Fig. 3 ein Meßergebnis des Dämpfungsverlaufes der Ausführungsform gemäß Fig. 1.
Wie in Fig. 1 gezeigt ist, umfaßt das erfindungsgemäße Hoch¬ frequenz-Bandpaßfilter dritter Ordnung, das in seiner Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet ist, einen Eingangsresonator 2, einen Mittenresonator 3 und einen Aus¬ gangsresonator 4. Die Resonatoren 2, 3, 4 sind als Leitungs¬ resonatoren in Streifentechnik bzw. Mikrostriptechnik auf einem Substrat mittels der an sich üblichen Ätztechnik aus¬ gestaltet. Bei der gezeigten, bevorzugten Ausführungsform hat das Substrat eine Dicke von etwa 1,5 mm bei einer rela¬ tiven Permeabilität bzw. effektiven Dielektrizitätszahl
EPSILON von etwa 4,0. R
Der Eingangsresonator 2 ist mit dem Mittenresonator 3 paral¬ lel gekoppelt. Der Mittenresonator 3 ist seinerseits mit dem Ausgangsresonator 4 parallel gekoppelt. Die einander zuge- wandten Enden 5, 6 des Eingangsresonators 2 und des Aus¬ gangsresonators 4 sind mit Masse verbunden. Gleichfalls sind die beiden Enden 7, 8 des Mittenresonators 3 mit Masse ver¬ bunden. Der Mittelpunkt des Mittenresonators 3 ist über einen ersten einstellbaren Kondensator 9 mit Masse verbun¬ den. Die einander entgegengesetzten Enden 10, 11 des Ein¬ gangsresonators 2 und des Ausgangsresonators 4 sind über einen zweiten bzw. dritten einstellbaren Kondensator 12, 13 gleichfalls mit Masse verbunden.
Der Eingangsresonator 2 liegt parallel zum Mittenresonator 3 zwischen einem Ende 7 und dem Mittelpunkt 14 des Mitten¬ resonators 3. Der Ausgangsresonator 4 liegt parallel zum Mittenresonator 3 zwischen dem Mittelpunkt 14 des Mitten¬ resonators 3 und dessen anderem Ende 8. Durch diesen gegen¬ seitigen Versatz des Eingangsresonators und des Ausgangs¬ resonators wird eine unerwünschte, direkte Kopplung vom Eingangsresonator auf den Ausgangsresonator, die zu einer Schwächung der Dämpfung außerhalb der Durchgangsfrequenz führen würde, weitgehend vermieden.
Der Eingangsresonator 2 und der Ausgangsresonator 4 bilden in Verbindung mit dem ihnen zugeordneten zweiten bzw. dritten Kondensator 12, 13 kapazitiv verkürzte Lambda- Viertel-Leitungsresonatoren, deren elektrische Länge durch geeignete Wahl des Kapazitätswertes des zweiten bzw. drit¬ ten Kondensators 12, 13 auf 10 bis 30 %, vorzugsweise etwa 15 % der Länge eines Lambda-Viertel-Leitungsresonators ein¬ gestellt ist.
Der Mittenresonator 3 in Verbindung mit dem ihm zugeordne¬ ten ersten Kondensator 9 bildet einen verkürzten Lambda- Halbe-Leitungsresonator, dessen Länge durch geeignete Wahl des Kapazitätswerts des ersten Kondensators gleichfalls auf 10 bis 30 %, vorzugsweise jedoch etwa 16 % der Länge eines Lambda-Halbe-Resonators eingestellt ist. Der Kapazitätswert des ersten Kondensators 9 entspricht mit etwa 2% Genauigkeit dem zweifachen Kapazitätswert des zweiten bzw. dritten Kondensators 12, 13. Das Verhältnis der Kapazitätswerte ergibt sich aus den Leitungslängen. Man kann die Längen in gewissen Grenzen unabhängig voneinander verändern, was mit einer entsprechenden Änderung der Kapazitätswerte einhergeht.
Die äußeren Leitungselemente 2,4 können parallel geringfügig zur mittleren Leitung 3 verschoben sein, wodurch die Plazierung des mittleren Kondensators 9 erleichtert wird.
Wie allgemein bekannt ist, geht die relative, effektive elektrische Permeabilität mit der Wurzel ihres Kehrwertes in die Länge der Leitungsresonatoren 2, 3, 4 ein. ( vergl. " Erich Pehl: Mikrowellentechnik ", S. 87 ff ).
Dies führt bei einer relativen Permeabilität von etwa 4,0 bei einem Verhältnis von Leiterbreite zu Substratdicke von 1,33 zu einer weiteren Verringerung der Abmessungen auf etwa 58 % des Wertes, der sich bei einer relativen Permeabilität von 1 ergeben würde.
Der Eingangsresonator 2 ist mittels einer direkten Anzapfung mit einer Eingangsanschlußleitung 15 verbunden. Entspre¬ chend ist der Ausgangsresonator 4 mittels einer direkten Anzapfung mit einer Ausgangsanschlußleitung 16 verbunden. Anstelle der Ankopplung der Eingangsanschlußleitung 15 und der Ausgangsanschlußleitung 16 mittels einer direkten An¬ zapfung kann in Abweichung von dem gezeigten Ausführungs¬ beispiel auch jede andere Ankopplung verwendet werden.
Bei einer praktisch realisierten Ausführungsform in Mikro- striptechnik für eine Durchlaßfrequenz f von 400 MHz und
B bei einer relativen Permeabilität des Substrates von
EPSILON = 4,0 wurden folgende Dimensionen gewählt: Die K. Kapazität des zweiten und dritten Kondensators 12, 13 be¬ trägt 18,6 pF, diejenige des ersten Kondensators 9 beträgt 36,6 pF. Die Längen des Eingangsresonators und des Ausgangs¬ resonators 2, 4 betragen 17 mm. Die Länge des Mittenreso¬ nators 3 beträgt 34 mm. Die Anschlußleitungen 15, 16 mit einem Wellenwiderstand von 50 Ohm sind um 4,8 mm von den entgegengesetzten Enden 10, 11 des Eingangsresonators 2 bzw. Ausgangsresonators 4 beabstandet.
Ein bedeutender Vorteil des erfindungsgemäßen Hochfrequenz- Bandpaßfilters 1 besteht darin, daß dessen Dämpfungsverlauf rechnerisch simulierbar ist. Das Ergebnis einer derartigen Simulation ist in Fig. 2 dargestellt.
Wie in Fig. 2 zu sehen ist, zeigt der rechnerische Dämp¬ fungsverlauf eine Durchlaßdämpfung von weniger als -1 dB und eine Dämpfung von -65 dB bei der doppelten Durchlaßfrequenz
2 f . B
Aus einem Vergleich mit Fig. 3, die den tatsächlich gemes¬ senen Dämpfungsverlauf der Ausführungsform des erfindungs¬ gemäßen Hochfrequenz-Bandpaßfilters mit der oben angegebe¬ nen Diraensionierung wiedergibt, deckt sich der rechnerische Dämpfungsverlauf gemäß Fig. 2 relativ gut mit dem tatsäch¬ lich gemessenen Dämpfungsverlauf gemäß Fig. 3. Bei der der Fig. 3 zugrundeliegenden Messung wurde eine Durchlaßdämpfung von -1,2 dB bei der Durchlaßfrequenz f von 400 MHz er-
B reicht. Die Dämpfung bei der ersten Harmonischen 2 f ist
B besser als -70 dB.
Besonders auffällig an dem in Fig. 3 gezeigten Dämpfungs¬ verlauf ist es für den Fachmann, daß ein sehr hoher Kopp¬ lungsgrad bei der Durchlaßfrequenz f erzielt wird, ohne daß hierfür die bei derart hohen Kopplungsgraden übliche Wellen¬ bildung des Dämpfungsverlaufes im Frequenzbereich in Kauf genommen werden muß, wie es bei Filtern mit zwei parallel gekoppelten Resonatoren auftritt. Das gezeigte Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Band¬ paßfilters weist einen sehr weiten Abstimmungsbereich von 360 MHz - 960 MHz bei annähernd konstanter Güte auf.
Ein entscheidender Vorteil des erfindungsgemäßen Hochfre¬ quenz-Bandpaßfilters besteht darin, daß dessen Dämpfungsver¬ halten mit geringem Aufwand mit an sich bekannten Program¬ men rechnerisch simuliert werden kann, was z. B. bei einem Interdigitalfilter mit mehr als zwei Resonatoren nicht mög¬ lich ist.
Das gezeigte, bevorzugte Ausführungsbeispiel ist in Strei- fentechπik realisiert. Für den Fachmann auf dem Gebiet der Hochfrequenztechnik ist es jedoch offensichtlich, daß neben dieser Technologie auch andere geeignete Techniken, wie beispielsweise die Technik der Luftleitungen, eingesetzt werden können. Eine Realisierung in Streifenleitungstechnik bzw. Mikrostriptechnik erscheint jedoch als kostengünstigste Lösung.
Bevorzugte Einsatzbereiche des erfindungsgemäßen Filters liegen im Bereich der Frequenzaufbereitungstechnik bei Frequenzen zwischen etwa 50 MHz und 10 GHz. Gleichfalls ist es denkbar, das erfindungsgemäße Filter als Ausgangsfilter für Sender geringer Leistung zur Unterdrückung von Ober¬ wellen einzusetzen.

Claims

Hochfrequenz-Bandpaßfilter Patentansprüche
Hochfrequenz-Bandpaßfilter
- mit einem Eingangsresonator (2), einem Mittenresonator (3) und einem Ausgangsresonator (4),
- wobei der Eingangsresonator (2) mit dem Mittenresona¬ tor (3) und der Mittenresonator (3) mit dem Ausgangs¬ resonator (4) parallel gekoppelt sind, und
- wobei der Eingangsresonator (2) und der Ausgangsreso¬ nator (4) als kapazitiv verkürzte Lambda-Viertel- Leitungsresonatoren ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittenresonator (3) als kapazitiv verkürzter
Lambda-Halbe-Leitungsresonator ausgebildet ist, der an seinen beiden Enden (7, 11) mit einem Bezugspotential und an seiner Mitte (14) mit einem ersten Kondensator
(9) verbunden ist, daß der Eingangsresonator (2) und der Ausgangsresonator
(4) in Richtung ihrer Längserstreckung zueinander versetzt sind, und daß sich der Eingangsresonator (2) über einen ersten
Teil der Länge des Mittenresonators (3) und sich der
Ausgangsresonator (4) über einen zweiten Teil der Länge des Mittenresonators (3) erstrecken.
Hochfrequenz-Bandpaßfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Eingangsleitung (15) und eine Ausgangsleitung (16) mit einer direkten Anzapfung an den Eingangsreso¬ nator
(2) bzw. den Ausgangsresonator (4) an jeweils einem Anschlußpunkt angeschlossen sind, der zwischen den / 0
Enden (5, 10; 6, 11) dieser Resonatoren (2, 4) liegt.
3. Hochfrequenz-Bandpaßfilter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingangsresonator (2) und der Ausgangsresonator (4) mit ihren einander zugewandten Enden (5, 6) an ein Bezugspotential und mit ihren einander entgegengesetzten Enden (10, 11) an einen zweiten bzw. dritten Kondensa¬ tor (12, 13) angeschlossen sind.
4. Hochfrequenz-Bandpaßfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapazität des zweiten bzw. dritten Kondensators (12, 13) derart gewählt ist, daß die Länge des Eingangs¬ resonators (2) bzw. des Ausgangsresonators (4) l'O % bis 30 % der Länge eines Lambda- Viertel-Resonators beträgt.
5. Hochfrequenz-Bandpaßfilter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Länge des Eigangsresonators (2) bzw. die des Ausgangsresonators (4) etwa 15 % der Länge eines Lambda- Viertel-Resonators beträgt.
6. Hochfrequenz-Bandpaßf lter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapazität des ersten Kondensators (9) derart ge¬ wählt ist, daß die Länge des Mittenresonators (3) 10 % bis 30 % der Länge eines Lambda-Halbe-Resonators beträgt.
7. Hochfrequenz-Bandpaßfilter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Länge des Mittenresonators (3) etwa 15 % der Länge eines Lambda-Halbe-Resonators beträgt.
8. Hochfrequenz-Bandpaßfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapazität des ersten Kondensators (9) dem dop¬ pelten Kapazitätswert des zweiten oder dritten Kondensa¬ tors (12, 13) entspricht.
9. Hochfrequenz-Bandpaßfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Filter (1) in Streifenleitungstechnik auf einem Substrat ausgebildet ist.
10.Hochfrequenz-Bandpaßfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Filter mit von einem Grundkörper beabstandeten von Luft als Dielektrikum umgebenen Leitungen ausgebildet ist.
11.Hochfrequenz-Bandpaßfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Kondensatoren (9, 12, 13) zum Zwecke der Ab¬ stimmung des Bandpaßfilters (1) in ihrem Kapazitäts¬ wert einstellbar sind.
PCT/EP1989/000902 1988-10-18 1989-08-01 Hochfrequenz-bandpassfilter WO1990004861A1 (de)

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AT89908824T ATE95341T1 (de) 1988-10-18 1989-08-01 Hochfrequenz-bandpassfilter.
DE89908824T DE58905789D1 (de) 1988-10-18 1989-08-01 Hochfrequenz-bandpassfilter.

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DE3835480A DE3835480A1 (de) 1988-10-18 1988-10-18 Hochfrequenz-bandpassfilter
DEP3835480.2 1988-10-18

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WO1990004861A1 true WO1990004861A1 (de) 1990-05-03

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US (1) US5136269A (de)
EP (1) EP0440661B1 (de)
DE (2) DE3835480A1 (de)
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