DE2148038B2 - Bandsperrenfilter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Bandsperrenfilter für eine Frequenzweiche mit nahe benachbarten Betriebsfrequenzen, insbesondere eine Sende-ZEmpfangsweiche eines Funksprechgerätes mit geringen Gegensprechabständen, bei dem im Längszweig auf das zu sperrende Frequenzband abgestimmte Paraiieiresonanzkreise vorgesehen sind, die als Leitungskreise mit gewendeltem Innenleiter ausgeführt und über Koppelschleifen induktiv in den Längszweig eingekoppelt sind und denen eine weitere Reaktanz in Reihe geschaltet ist, die derart dimensioniert ist, daß der Längszweig für die durchzulassende Frequenz einen Serienresonanzkreis darstellt.

Ein solches Bandsperrenfilter ist mit Ausnahme des Teilmerkmals, daß den in den Längszweig über Koppelschleifen eingekoppelten Parallelresonanzkreisen eine weitere Reaktanz in Reihe geschaltet ist, die derart dimensioniert ist, daß der Längszweig für die durchzulassende Frequenz einen Serienresonanzkreis darstellt, bereits aus der deutschen Gebrauchsmusterschrift 7015 736 bekannt, während das besagte Teilmerkmal der DE-PS 8 92 202 entnehmbar ist.

Frequenzweichen für Funksprechgeräte, die im UHF-Bereich arbeiten, enthalten, wenn das Funksprechgerät mit geringem Gegensprechabstand arbeiten soll, Leitungskreise, da nur solche Kreise die für eine solche Frequenzweiche notwendige Güte aufweisen. So beschreibt die deutsche Gebrauchsmusterschrift 7015 736 eine abstimmbare Frequenzweiche, die Leitungskreise mit gewendeltem Innenleiter enthält.

Diese Art der Ausführung eines Leitungskreises spart gegenüber einer Ausführung mit gestreckten Leitern erheblich Raum. Derartige Leitungskreise sind in geeigneter Weise in den elektrischen Leitungszug zwischen Antenne und Sender bzw. Antenne und Empfänger einzukuppeln. Dieses kann, wie in der genannten Gebrauchsmusterschrift beschrieben, mit Hilfe von Koppelschleifen erfolgen.

Die vorliegende Erfindung hat ein Bandsperrenfilter für eine Frequenzweiche zum Gegenstand, bei dem Parallelresonanzkreise im Längszweig der jeweiligen Weichenhälften angeordnet sind und jeweils auf das zu sperrende Frequenzband abgestimmt sind. Dabei sind

ίο diese über Koppelschleifen induktiv in den Längszweig der Weichenhälften eingekoppelt. Diese Koppelschleifen stellen Induktivitäten dar, denen sich die im Durchlaßbereich der jeweiligen Weichenhälfte wirksamen Blindkomponenten der angekoppelten Leitungskreise überlagern.

Aus der DT-PS 8 92 202 ist eine Sende-Empfangsweiche für Betriebsfrequenzen höher als 100 MHz bekannt, bei der im Sende- und im Empfangsteil der Weiche jeweils ein als Topfkreis ausgebildeter Parallelschwingkreis direkt in den Längszweig eingeschaltet ist, wobei der Parallelschwingkreis im Sendeteil als Sperrkreis für die Empfangsfrequenz und der Parallelschwingkreis im Empfangsteil als Sperrkreis für die Sendefrequenz wirksam ist. Aufgrund der Tatsache, daß hier die Empfangsfrequenz höher liegt als die Sendefrequenz, ist dem Parallelschwingkreis im Sendeteil eine abstimmbare Kapazität, dem Parallelschwingkreis im Empfangsteil dagegen eine abstimmbare Induktivität in Serie geschaltet. Die Resonanzfrequenzen der so gebildeten Serienschwingkreise müssen mittels der abstimmbaren Kapazität bzw. Induktivität auf die jeweilige Durchlaßfrequenz, d. h. auf die Sende- bzw. Empfangsfrequenz, eingestellt werden. Infolge streukapazitiver Beeinflussung durch die Abstimmittel ergeben sich in der Praxis — obwohl die abstimmbare Kapazität und die abstimmbare Induktivität in je einer separaten Kammer untergebracht sind — jedoch große Schwierigkeiten beim Abgleich auf die jeweilige Resonanzfrequenz, da beide Anschlüsse der abzustimmenden Kapazität und induktivität auf Hochfrequenzpotential liegen.

Es stellt sich hier die Aufgabe, die im Durchlaßbereich des Filters liegenden Blindkomponenten mit möglichst wenig Aufwand an Zeit und Material derart zu kompensieren, daß die über die jeweilige Weichenhälfte zu übertragende Betriebsfrequenz nicht reflektiert wird. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß in beiden Weichenhälften als weitere Reaktanz im Längszweig des Filters den Koppelschleifen in Serie geschaltete Festkondensatoso ren liegen, wobei im Falle, daß die zu sperrende Frequenz kleiner ist als die Durchlaßfrequenz der Längszweig ohne die weitere Reaktanz für die Durchlaßfrequenz durch eine Induktivität im Querzweig induktiv gemacht wird, und daß die Querzweige des Filters in beiden Weichenhälften abstimmbare Kondensatoren enthalten, mit deren Hilfe eine Feinabstimmung der Serienresonanzkreise auf die erwähnte Resonanzfrequenz im jeweiligen Durchlaßbereich des Filters durchführbar ist.

Bei einem Bandsperrenfilter, bei dem die zu sperrende Frequenz größer ist als die Durchlaßfrequenz, wird sich aus dem an die Koppelschleife angekoppelten Parallelresonanzkreis in den Längszweig eine induktive Blindkomponente einkoppeln.

_b5 Diese Blindkomponente, zu der der induktive Blindwiderstand der Koppelschleife hinzukommt, wird gemäß der vorliegenden Erfindung durch einen in Serie geschalteten Kondensator kompensiert, so daß ein

Serienresonanzkreis entsteht, der auf die Durchlaßfrequenz abzustimmen ist.

Bei einem Bandsperrenfilter, bei dem die zu sperrende Frequenz kleiner ist als die Durchlaßfrequenz, wird aus dem angekoppelten Parallelresonanzkreis in den die Koppelschleife enthaltenden Leitungszug eine kapazitive Komponente eingekoppelt. Auch dieser Kreis ist wiederum durch einen Serienkondensator zu einem Serienresonanzkreis zu ergänzen, dessen Resonanz auf die Durchlaßfrequenz abgestimmt werden muß. Da ein solches Filter Hochpaßeigenschaften aufweist, sind im Querzweig dieses Filters Induktivitäten vorgesehen, die in diesen Serienkreis einzubeziehen sind. Ohne die erfindungsgemäße Kompensation durch einen Serienkondensator, der bei einem Hochpaß allerdings ohnehin vorhanden ist, würde dieser Kreis im Durchlaßbereich induktiv sein. Die Größe des Kondensators ist also so zu wählen, daß die insgesamt wirksamen induktiven Komponenten zusammen mit der transformierten kapazitiven Komponente des angekoppelten Parallelkreises einen Serienresonanzkreis für die Durchlaßirequenz bilden.

Bei der Abstimmung auf die jeweilige Resonanzfrequenz ergeben sich jedoch in der Praxis Schwierigkeiten, wenn der Serienkondensator abgeglichen werden soll. Da dessen beide Elektroden auf Hochfrequenzpotential liegen, sind Beeinflussungen während der Abstimmung durch die Abstimmittel nicht leicht zu vermeiden. Die Erfindung sieht daher des weiteren vor, daß die den Koppelschleifen in Reihe liegenden Kondensatoren Festkondensatoren sind, deren Größen so gewählt sind, daß die Reihenschwingkreise schon vorabgestimmt sind, und daß in den Querzweigen des Filters abstimmbare Kondensatoren vorgesehen sind, mit deren Hilfe die Feinabstimmung im Durchlaßbereich des Filters durchführbar ist. Bei einem Filter, das Tiefpaßeigenschaften aufweist, sind im Querzweig ohnehin Kondensatoren vorhanden. Diese können für diesen Feinabgleich herangezogen werden. Bei einem Filter mit Hochpaßeigenschaften kann man den im Querzweig liegenden Induktivitäten Kondensatoren in Reihe schalten, die abstimmbar sind, wobei jedoch der gesamte Querzweig immer noch so zu bemessen ist, daß er induktiv wirkt. Da die abstimmbaren Kondensatoren nun nicht mehr im Längs-, sondern im Querzweig angeordnet sind, können sie einseitig an Masse gelegt werden und an der kalten Elektrode abgestimmt werden.

Die Erfindung sei anhand der Zeichnungen näher erläutert. Die Fi g. 1 zeigt ein Bandsperrenfilter für eine Frequenzweiche, bei dem die Durchlaßfrequenz kleiner ist als die zu sperrende Frequenz, im Durchlaßbereich also eine induktive Komponente in den Längszweig eingekoppelt wird. Die F i g. 2 zeigt ein Bandsperrenfilter, bei dem die Durchlaßfrequenz größer ist als die zu sperrende Frequenz. Beide Filter zu einer Weiche zusammengeschaltet zeigt die F i g. 3.

Im Längszweig der Filter sind Koppelschleifen L\, Lv, Lz bzw. Lu, L\2, La vorgesehen. Über diese Koppelschleifen wird der Resonanzwiderstand der von den Kondensatoren Q und L*, Q, und I^ usw. bis C\t und Z-ie gebildeten Parallelresonanzkreis eingekoppelt. Diese Parallelresonanzkreise sind auf die jeweils zu sperrende Frequenz abgestimmt. Das in F i g. 1 dargestellte Beispiel hat Tiefpaßeigenschaften und enthält demnach im Querzweig kapazitiv wirkende Glieder C₇ und C₈. Das in F i g. 2 dargestellte Beispiel hat Hochpaßeigenschäften und enthält demzufolge im Querzweig induktiv wirkende Glieder Lv und Lm sowie im Längszweig kapazitive Glieder Cn bis Cn,

Bei dem Filter nach F i g. 1 werden die induktiven Blindanteile der Koppelschleifen L\ bis Li zusammen

ίο mit den induktiven transformierten Komponenten der angekoppelten Parallelresonanzkreise durch in Reihe geschaltete Kondensatoren Q bis G vorkompensiert, während der Feinabgleich mit Hilfe der Kondensatoren Q und Ce im Querzweig vorgenommen wird. Bei dem Filter nach Fig.2, das Hochpaßeigenschaften hat, werden die im Längszweig vorhandenen Kondensatoren Cn bis Cu in ihrer Größe so abgestimmt, daß sie zusammen mit der im Durchlaßbereich wirksamen kapazitiven Komponenten der angekoppelten Parallelkreise und den aus den Koppelschleifen bestehenden und den im Querzweig liegenden Induktivitäten zu Serienresonanzkreisen auf der Durchlaßfrequenz des Filters ergänzt werden. Wenn mit Hilfe der im Längszweig liegenden Kondensatoren nur eine Vorkompensation durchgeführt wird, dann ist die Feinabstimmung mit Hilfe der im Querzweig liegenden Glieder durchzuführen. Zu diesem Zweck könnte man die Induktivitäten L₁₇ und Lis abstimmen; eleganter ist es jedoch, wenn man diesen Induktivitäten abstimmbare Kondensatoren in Reihe schaltet, die in der F i g. 2 mit Ci 7 und Ci8 bezeichnet sind.

Die Fig.3 zeigt die Zusammenschaltung der zwei Bandsperrenfilter nach Fig. 1 und Fig. 2 zu einer Frequenzweiche für ein Funksprechgerät, bei der die Sendefrequenz /j kleiner ist als die Empfangsfrequenz /j«. An den Verbindungspunkt A zwischen zwei Filtern ist die Antenne angeschlossen, an dem freien Eingang Sdes einen Filters ist der Sender, am freien Eingang E des anderen Filters der Empfänger angeschlossen. Durch entsprechende Bezeichnungen f_e bzw. f_s an den Parallelresonanzkreisen und an den Serienresonanzkreisen ist angedeutet, auf welche Frequenzen diese Kreise jeweils abgestimmt sind. Durch unterbrochene Linien ist zugleich verdeutlicht, daß die einzelnen Kreise voneinander abgeschirmt anzuordnen sind. Die Zusammenschaltung der beiden Einzelfilter zur Sende-/Empfangsweiche am Antennenanschluß erfolgt zweckmäßigerweise über -^--Leitungen, was aufgrund der guten

so Kompensation, die mit der Schaltung gemäß der Erfindung erreicht wird, rückwirkungsfrei möglich ist.

Mit der erfindungsgemäßen Schaltung von Bandsperrenfiltern ist es möglich, z. B. dreigliedrige Filter aufzubauen, die nach Einstellen der Sperrpole, im vorliegenden Fall an den Parallelresonanzkreisen, an nur noch zwei Punkten abgeglichen werden müssen. Es gelingt mit der Erfindung, eine Frequenzweiche für den Bereich 450 MHz aufzubauen, bei der der Gegensprechabstand 10 MHz, die Schaltbandbreite 1 MHz und bei einer Durchlaßdämpfung von g 1,5 dB eine Sperrdämpfung der Dämpfungspole von mehr als 70 dB erreicht wird; die Reflexionsdämpfung im Durchlaßbereich beträgt dabei £ 20 dB.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Bandsperrenfilter für eine Frequenzweiche mit nahe benachbarten Betriebsfrequenzen, insbesondere eine SendeVEmpfangsweiche eines Funksprechgerätes mit geringen Gegensprechabständen, bei dem im Längszweig auf das zu sperrende Frequenzband abgestimmte Parallelresonanzkreise vorgesehen sind, die als Leitungskreise mit gewendeltem Innenleiter ausgeführt und über Koppelschleifen induktiv in den Längszweig eingekoppelt sind und denen eine weitere Reaktanz in Reihe geschaltet ist, die derart dimensioniert ist, daß der Längszweig für die durchzulassende Frequenz einen Serienresonanzkreis darstellt, dadurch gekennzeichnet, daß in beiden Weichenhälften als weitere Reaktanz im Längszweig des Filters den Koppelschleifen in Serie geschaltete Festkondensatoren liegen, wobei im Falle, daß die zu sperrende Frequenz kleiner ist als die Durchlaßfrequenz, der Längszweig ohne die weitere Reaktanz für die Durchlaßfrequenz durch eine Induktivität im Querzweig induktiv gemacht wird, und daß die Querzweige des Filters in beiden Weichenhälften abstimmbare Kondensatoren enthalten, mit deren Hilfe eine Feinabstimmung der Serienresonanzkreise auf die erwähnte Resonanzfrequenz im jeweiligen Durchlaßbereich des Filters durchführbar ist.