DE3329057A1

DE3329057A1 - Coaxial-lead filter, comb-lead filter or interdigital filter having at least four resonators

Info

Publication number: DE3329057A1
Application number: DE19833329057
Authority: DE
Inventors: Anton Dipl.-Ing. 8000 München Giefing
Original assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Current assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Priority date: 1983-08-11
Filing date: 1983-08-11
Publication date: 1985-02-28
Also published as: DE3329057C2

Abstract

The specified filter circuit consists of at least four resonators which, on the one hand, are coupled directly to one another and in which, on the other hand, design measures are provided by means of which a bridging coupling is achieved. Using such bridging couplings, attenuation poles can be produced in the filter characteristic. It must be possible to set the frequency position of such attenuation poles relatively precisely, in particular also in the case of filters having a relatively large number of resonators. To this end, an additional coupling device, which acts as a concentrated capacitor, is provided in at least one direct coupling.

Description

Koaxialleitungs-, Kammleitungs- oder InterdigitalfilterCoaxial line, comb line or interdigital filters

mit wenigstens vier Resonatoren Die Erfindung betrifft ein Koaxialleitungs-, Kammleitungs- oder Interdigitalfilter mit wenigstens vier Resonatoren, die einerseits unmittelbar miteinander gekoppelt sind, und bei denen andererseits wenigstens eine überbrückende Kopplung vorgesehen ist, derart, daß zwei in der elektrischen Wirkungsweise nicht unmittelbar aufeinanderfolgende Resonatoren miteinander gekoppelt sind.with at least four resonators The invention relates to a coaxial line, Comb line or interdigital filter with at least four resonators, on the one hand are directly coupled to one another, and in which, on the other hand, at least one Bridging coupling is provided such that two in the electrical mode of operation not directly successive resonators are coupled to one another.

Koaxialleitungsfilter der vorgenannten Art sind beispielsweise durch die DE-PS 26 53 856 bereits bekannt geworden. Eine andere technologische Ausbildung solcher Koaxialleitungsfilter sind bekanntlich die bekannten Kammleitungsfilter sowie auch die bekannten Interdigitalfilter. Die Bandbreite solcher Filter wird im wesentlichen bestimmt durch den Kopplungsgrad aufeinanderfolgender Resonatoren und je nach den gestellten An-Lorderungen ist es erforderlich, die Zahl der Resonatoren größer oder kleiner zu wählen. Wenn es darauf ankommt, Dämpfungspole in der Filtercharakteristik zu erzeugen, dann läßt sich dieses Problem durch die Einführung von zusätzlichen Kopplungen lösen, das sind also Kopplungen, bei denen in der elektrischen Wirkungsweise nicht unmittelbar aufeinanderfolgende Resonatoren zusätzlich miteinander gekoppelt sind. Solche Zusatzkopplungen lassen sich beispielsweise durch zusätzliche Koppelstifte oder auch durch zusätzliche Koppelöffnungen verifizieren, wobei u. a. auch durch besondere konstruktive Ausgestaltung des Gesamtfilters erreicht werden kann, daß zusätzliche Kopplungen zwischen genau den gewünschten Resonatoren herstellbar sind. Bei ver- hältnismäßig hohen Anforderungen an die Filtercharakteristik müssen dementsprechend auch Filter mit verhältnismäßig vielen Resonatoren realisiert werden, wobei zugleich auch die frequenzmäßige Lage der Dämpfungspolstellen entsprechend vorgegebenen Anforderungen eingestellt werden soll.Coaxial line filters of the aforementioned type are for example by the DE-PS 26 53 856 already become known. Another technological education Such coaxial line filters are known to be the known comb line filters as well as the well-known interdigital filters. The bandwidth of such filters will be essentially determined by the degree of coupling of successive resonators and depending on the requirements, it is necessary to adjust the number of resonators to choose larger or smaller. When it comes down to it, attenuation poles in the filter characteristics to generate, then this problem can be solved by the introduction of additional Loosening couplings, so these are couplings in which the electrical mode of operation Resonators not directly following one another are additionally coupled to one another are. Such additional couplings can be made, for example, by additional coupling pins or verify by additional coupling openings, whereby inter alia. also through special structural design of the overall filter can be achieved that additional couplings between precisely the desired resonators can be produced. At ver relatively high demands on the filter characteristics accordingly, filters must also be implemented with a relatively large number of resonators at the same time, the frequency-related position of the damping pole points accordingly specified requirements should be set.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, den Aufbau von Koaxialleitungs-, Kammleitungs- oder Interdigitalfiltern anzugeben, die diesen Anforderungen gerecht werden und bei denen u.a. Dämpfungspolpaare symmetrisch zur Duchlaßmittenfrequez gelegt werden können und darüber hinaus die Dämfpungsminima weitgehend gleiche Dämpfungswerte aufweisen; insbesondere soll diese Forderung auch bei solchen Filtern erfüllt werden können, die mehr als vier Resonatoren haben und bei denen mehrere symmetrische Dämpfungspolpaare erzielt werden sollen.The object of the invention is therefore to develop the structure of coaxial line, Specify comb line or interdigital filters that meet these requirements and in which, among other things, attenuation pole pairs are symmetrical to the transmission center frequency can be placed and, moreover, the damping minima largely the same damping values exhibit; in particular, this requirement should also be met with such filters that have more than four resonators and in which several symmetrical pairs of damping poles should be achieved.

Ausgehend von den einleitend genannten Filtern, wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung in der Weise gelöst, daß in wenigstens einem Teil der unmittelbaren Kopplungen eine zusätzliche, als Kondensator ausgebildete kapazitive Kopplung vorgesehen ist.This task is based on the filters mentioned in the introduction solved according to the invention in such a way that in at least part of the immediate Couplings, an additional capacitive coupling designed as a capacitor is provided is.

Anhand eines Ausführungsbeispiels, das als Interdigitalfilter ausgebildet ist, wird die Erfindung noch näher erläutert.Using an exemplary embodiment that is designed as an interdigital filter is, the invention will be explained in more detail.

Es zeigen in der Zeichnung Fig. 1 die zusätzliche Verkopplung der Resonatoren 2 und 5 eines sechkreisigen Filters; Fig. 2 schematisch ein sechskreisiges Filter mit der Kopplung aufeinanderfolgender Resonatoren, mit Überkopplungen und einer erfindungsgemäßen Zusatzkopplung K, wobei in Fig. 1 der Querschnitt entlang der Schnittlinie I-I dargestellt ist; Fig. 3 eine vergrößerte Darstellung zweier aufeinanderfolgender Innenleiter 2 und 3 von Fig. 2 mit der erfindungsgemäßen Zusatzkopplung K.In the drawing, FIG. 1 shows the additional coupling of the Resonators 2 and 5 of a six-circuit filter; Fig. 2 schematically shows a six-circle Filters with the coupling of successive resonators, with overcouplings and an additional coupling K according to the invention, wherein in Fig. 1 the cross section along the section line I-I is shown; 3 shows an enlarged illustration two successive inner conductors 2 and 3 of FIG. 2 with the inventive Additional coupling K.

In der schematischen Darstellung der Fig. 1 und 2 ist ein Interdigitalfilter zu erkennen, dessen Innenleiter 1, 2, 3, 4, 5 und 6 in ein Gehäuse G antiparallel eingebracht sind, wobei die Innenleiter einerseits mit dem Gehäuse elektrisch leitend in Verbindung stehen und an ihrem leerlaufenden Ende einen als Zylinderkompensator ausgebildeten Abschluß aufweisen. Der Eingang des Filters ist mit A, sein Ausgang mit E bezeichnet. Eine für Mikrowellen geeignete Anschlußleitung führt also vom Eingang A zum ersten Innenleiter 1, und der Energietransport erfolgt gewissermaßen in einer unmittelbaren Aufeinanderfolge von Resonator zu Resonator bis zum Ausgang E.In the schematic representation of FIGS. 1 and 2, there is an interdigital filter to see the inner conductor 1, 2, 3, 4, 5 and 6 in a housing G antiparallel are introduced, the inner conductor on the one hand electrically conductive to the housing are in connection and at their idling end one as a cylinder compensator have a trained degree. The input of the filter is with A, its output denoted by E. A connection line suitable for microwaves therefore leads from the Input A to the first inner conductor 1, and the energy is transported to a certain extent in direct succession from resonator to resonator to the output E.

In an sich bekannter Weise wird die Bandbreite des Filters dem Grundkonzept nach bestimmt von der Kopplung zwischen aufeinanderfolgenden Resonatoren. Diese Kopplung ist im Ausführungsbeispiel mit 1-2,. 2-3, 3-4, 4-5, 5-6 bezeichnet. Zur Erzeugung von Dämfpungspolen in der Filtercharakteristik sind Zusatzkopplungen vorgesehen, die in der elektrischen Wirkungsweise nicht unmittelbar aufeinanderfolgende Resonatoren miteinander verkoppeln, im Ausführungsbeispiel also die zusätzlichen Kopplungen zwischen dem Innenleiter 1 und dem Innenleiter 6 und es ist entsprechend diese zusätzliche Kopplung mit 1-6 bezeichnet. Analog dazu ist auch zwischen den Innenleitern 2 und 5 eine zusätzliche Kopplung vorgesehen, die mit 2-5 ebenfalls im Ausführungsbeispiel zu erkennen ist. Diese zusätzlichen Kopplungen können an sich beliebig ausgebildet sein, also beispielsweise kapazitive oder induktive Kopplungen darstellen, wie dies durch die jeweiligen Anforderungen notwendig ist. Im einzelnen ist noch gezeigt, wie die zusätzliche Kopplung zwischen den Innenleitern 2 und 5 im Ausführungsbeispiel ausgebildet ist. Hierzu ist entlang der Schnittlinie I-I von Fig. 2 in Fig. 1 das zugehörige Schnittbild gezeichnet.In a manner known per se, the bandwidth of the filter becomes the basic concept after determined by the coupling between successive resonators. These Coupling is in the exemplary embodiment with 1-2 ,. 2-3, 3-4, 4-5, 5-6. To the Additional couplings are provided to generate damping poles in the filter characteristic, the resonators that are not directly consecutive in their electrical mode of operation couple with each other, so the additional couplings in the exemplary embodiment between the inner conductor 1 and the inner conductor 6 and it is accordingly this additional Coupling labeled 1-6. Analogous to this is also between the inner conductors 2 and 5 an additional coupling is provided, with 2-5 also in the exemplary embodiment can be seen. These additional couplings can be designed as desired be, for example, represent capacitive or inductive couplings, like this is necessary due to the respective requirements. In detail is still shown how the additional coupling between the inner conductors 2 and 5 in Embodiment is formed. For this purpose, along the section line I-I of Fig. 2 in Fig. 1 shows the associated sectional view.

Die zugehörigen Innenleiter sind ebenfalls mit den Bezugsziffern 2 und 5 bezeichnet und es ist zu erkennen, daß im Ausführungsbeispiel eine Schleifenkopplung, mit 2-5 bezeichnet, vorgesehen ist. In ähnlicher Weise läßt sich auch die Zusatzkopplung zwischen den Innenleitern 1 und 6 ausbilden.The associated inner conductors are also identified by the reference numbers 2 and 5 and it can be seen that in the exemplary embodiment a loop coupling, labeled 2-5, is provided. The additional coupling can also be carried out in a similar manner Form between the inner conductors 1 and 6.

Der Erfindung zugrunde liegende Untersuchungen haben nun gezeigt, daß insbesondere bei der Realisierung vielkreisiger Bandfilter, die zusätzlich hohe Dämpfungsforderung und hohe Anforderungen an die Laufzeit zu erfüllen haben, Schwierigkeiten in der exakten Einstellung der Lage der Dämpfungspole auftreten. Um diese Schwierigkeiten wieder beherrschbar zu machen, wird nun in den unmittelbaren Koppelbereichen, im Ausführungsbeispiel also im Koppelbereich 2-3, eine als konzentrierter Kondensator ausgebildete Zusatzkapazität K vorgesehen.Investigations on which the invention is based have now shown that especially when realizing multi-circle band filters, the additional high Having to meet damping requirements and high requirements on the running time have difficulties occur in the exact setting of the position of the damping poles. To these difficulties To make it controllable again, is now in the immediate coupling areas, in the Embodiment thus in the coupling area 2-3, one as a concentrated capacitor trained additional capacity K provided.

In Fig. 3 ist dies vergrößert dargestellt und es sind dort unmittelbar der Innenleiter 2, der Innenleiter 3 und die zusätzliche Kapazität K zu erkennen. Im Ausführungsbeispiel sind fahnenartig ausgebildete Blechstreifen verwendet, die wie eine konzentrierte Kapazität wirken, und die sich am Ort der Zusatzkopplung unmittelbar gegenüberstehen.In Fig. 3 this is shown enlarged and there are directly the inner conductor 2, the inner conductor 3 and the additional capacitance K can be seen. In the exemplary embodiment, sheet-metal strips designed like a flag are used act like a concentrated capacity, and which are located at the location of the additional coupling face directly.

Zur besseren Übersicht ist im Ausführungsbeispiel nur eine Zusatzkopplung K gezeigt, und man wird je nach den Anforderungen den Aufbau des Gesamtfilters symmetrisch wählen, wenn auch die Dämpfungspole symmetrisch zur Durchlaßmitte des Filters liegen sollen. Bei der Bemessung der Resonatoren kann nach der Dissertation von Pfitzemaier "Ein Beitrag zur Synthese und Realisierung von schmalbandigen Mikrowellenbandpässen mit Überbrückungen" vorgegangen werden, die 1977 an der Universität Kaiserslautern vorgelegt wurde, und es sei beispielsweise auf deren Seiten 116 bis 127 verwiesen.For a better overview, there is only one additional coupling in the exemplary embodiment K, and depending on the requirements, the structure of the overall filter becomes symmetrical choose if the attenuation poles are symmetrical to the center of the filter should. When dimensioning the resonators, according to Pfitzemaier's dissertation "A contribution to the synthesis and realization of narrow-band microwave bandpass filters with bridges " proceeded in 1977 at the university Kaiserslautern was presented, and it is for example on their pages 116 bis 127 referenced.

Bei der beschriebenen Anordnung wird also zusätzlich zur Leitungskopplung, die bei Kamm- oder Interdigitalfiltern zwischen den einzelnen Innenleitern besteht, eine konzentrierte kapazitive Kopplung K eingeführt. Wie sich gezeigt hat, läßt sich beim Ausführungsbeispiel insbesondere die untere Dämpfungsflanke in ihrer Steilheit beeinflussen, wodurch gleichzeitig die Dämpfungspolpaare symmetrisch gelegt werden können. Es lassen sich somit hohe Nahselektionsforderungen erfüllen, weil Dämpfungspole in der Filtercharakteristik vorgesehen werden können. Wenn darüber hinaus die Anforderungen derart sind, daß bei diskreten Frequenzen hohe Dämpfungen vorhanden sein müssen, so reicht die Polbreite eines einzigen Dämpfungspoles im allgemeinen nicht aus, vielmehr muß ein Polpaar erzeugt werden. Wenn entsprechend die Dämpfungsforderungen symmetrisch in ihrer Lage zur Durchlaßmitte liegen, dann gewinnt in der Praxis die Symmetrie der Polpaare erhöhte Bedeutung. Die Dämpfungspole werden durch überbrückende Kopplungen erzeugt.In the described arrangement, in addition to the line coupling, which exists between the individual inner conductors in comb or interdigital filters, a concentrated capacitive coupling K introduced. As has been shown, lets In the exemplary embodiment, in particular, the steepness of the lower damping flank influence, whereby the attenuation pole pairs are placed symmetrically at the same time can. It is thus possible to meet high demands for close-up selection because attenuation poles can be provided in the filter characteristic. If beyond the requirements are such that high attenuation must be present at discrete frequencies, the pole width of a single damping pole is generally not sufficient, rather, a pole pair must be generated. If accordingly the damping requirements are symmetrical in their position to the center of the passage, then wins in practice Symmetry of the pole pairs increased importance. The damping poles are bridged by Couplings generated.

Insbesondere ist bei Kamm- oder Interdigitalfiltern die Lage der Dämfpungspole, bedingt durch den Frequenzgang von Leitungskopplungen, generell unsymmetrisch. Diese Symmetrie läßt sich beim erfindungsgemäßen Vorgehen in einer für die Praxis ausreichenden Weise wieder einstellen.In particular, in comb or interdigital filters, the position of the damping poles generally asymmetrical due to the frequency response of line couplings. These In the procedure according to the invention, symmetry can be found to be sufficient in practice Way to adjust again.

1 Patentanspruch 3 Figuren1 claim 3 figures

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h 1. Coaxial line, comb line or Interdigital filter with at least four resonators (1 to 6), on the one hand directly (e.g. 2-3) are coupled to each other, and in which on the other hand at least one bridging coupling (1-6, 2-5) is provided such that two in the electrical Mode of operation not directly consecutive resonators (e.g. 1.6; 2.5) are coupled with one another, d a d u r c h g e -k e n n n z e i c h n e t that in at least some of the immediate couplings (2-3) have an additional, as a capacitor (K) formed capacitive coupling is provided.