DE3329057C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Kammleitungs- oder Interdigitalfil­ ter mit wenigstens vier Resonatoren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches.

Filter für sehr kurze elektromagnetische Wellen mit Koaxiallei­ tungsresonatoren sind beispielsweise durch die DE-PS 26 53 856 bekanntgeworden. Eine andere technologische Ausbildung solcher Koaxialleitungsfilter sind die bekannten Kammleitungsfilter und die bekannten Interdigitalfilter. Die Bandbreite solcher Filter wird im wesentlichen bestimmt durch den Kopplungsgrad aufeinan­ derfolgender Resonatoren und je nach den gestellten Anforderun­ gen 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 Wir­ kungsweise 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 Gesamt­ filters erreicht werden kann, daß zusätzliche Kopplungen zwi­ schen genau den gewünschten Resonatoren herstellbar sind. Bei verhältnismäßig hohen Anforderungen an die Filtercharakteristik müssen dementsprechend auch Filter mit verhältnismäßig vielen Resonatoren realisiert werden, wobei zugleich auch die frequenz­ mäßige Lage der Dämpfungspolstellen entsprechend vorgegebenen Anforderungen eingestellt werden soll.

Weiterhin ist es aus der DE-OS 19 42 909 bekannt, daß bei Mikro­ wellenfiltern in bezug auf die Durchlaßmittenfrequenz die Lage der Dämpfungspole möglichst symmetriert werden soll. In deren Fig. 5 ist die angestrebte Symmetrie erkennbar.

Die dort gezeigten Kurven sind rein schematisch, d. h. die für die Praxis erforderliche Symmetrie wird bei Filtern dieser be­ kannten Art noch nicht erreicht.

Die DE-OS 21 61 792 gibt weiterhin die Lehre für eine speziel­ le konstruktive Ausgestaltung von Mikrowellenfiltern derart, daß dabei die zu Viererblöcken zusammengefaßten Mikrowellen­ resonatoren gegeneinander versetzt sind.

Schließlich werden in der DE-OS 26 40 210 konstruktive Ausge­ staltungen angegeben, bei denen die Mikrowellenresonatoren zu Dreierblöcken zusammengefaßt sind. Es wird nur ein Resonator überbrückt, so daß also nur ein Dämpfungspol entsteht, der ent­ weder im oberen oder im unteren Sperrbereich liegt.

Aufgabe der Erfindung ist es, den Aufbau von Kammleitungs- oder Interdigitalfiltern nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs anzugeben, die diesen Anforderungen gerecht werden und bei de­ nen u. a. Dämpfungspolpaare symmetrisch zur Durchlaßmittenfre­ quenz gelegt werden können und darüber hinaus die Dämpfungs­ minima weitgehend gleiche Dämpfungswerte aufweisen; insbesonde­ re soll diese Forderung auch bei solchen Filtern erfüllt wer­ den können, die mehr als vier Resonatoren haben und bei denen mehrere symmetrische Dämpfungspolpaare erzielt werden sollen.

Ausgehend von den Filtern nach dem Oberbegriff des Patentan­ spruchs wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung nach den kenn­ zeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs gelöst.

Anhand eines Ausführungsbeispiels, das als Interdigitalfilter ausgebildet ist, wird die Erfindung noch näher erläutert. Es zeigt in der Zeichnung

Fig. 1 die zusätzliche Verkopplung der Resonatoren 2 und 5 eines sechskreisigen 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 dar­ gestellt ist;

Fig. 3 eine vergrößerte Darstellung zweier auf­ einanderfolgender Innenleiter 2 und 3 von Fig. 2 mit der erfindungsgemäßen Zusatz­ kopplung 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 Zylinderkondensator ausge­ bildeten 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 Energie­ transport erfolgt gewissermaßen in einer unmittelbaren Aufeinanderfolge von Resonator zu Resonator bis zum Ausgang 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 Dämpfungspolen in der Filtercharakteristik sind Zusatzkopplungen vorgesehen, die in der elektrischen Wirkungsweise nicht unmittel­ bar aufeinanderfolgende Resonatoren miteinander ver­ koppeln, 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 Innen­ leitern 2 und 5 eine zusätzliche Kopplung vorgesehen, die mit 2-5 ebenfalls im Ausführungsbeispiel zu erkennen ist. Diese zusätzlichen Kopplungen können an sich be­ liebig 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 ausge­ bildet ist. Hierzu ist entlang der Schnittstelle I-I von Fig. 2 in Fig. 1 das zugehörige Schnittbild gezeichnet. Die zugehörigen Innenleiter sind ebenfalls mit den Be­ zugsziffern 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.

Der Erfindung zugrunde liegende Untersuchungen haben nun gezeigt, daß insbesondere bei der Realisierung viel­ kreisiger Bandfilter, die zusätzlich hohe Dämpfungs­ forderung und hohe Anforderungen an die Laufzeit zu er­ füllen haben, Schwierigkeiten in der exakten Einstellung der Lage der Dämpfungspole auftreten. Um diese Schwierig­ keiten 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. 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 Aus­ führungsbeispiel sind fahnenartig ausgebildete Blech­ streifen verwendet, die wie eine konzentrierte Kapa­ zität wirken, und die sich am Ort der Zusatzkopplung unmittelbar gegenüberstehen.

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 Be­ messung 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 Kaisers­ lautern vorgelegt wurde, und es sei beispielsweise auf deren Seiten 116 bis 127 verwiesen.

Bei der beschriebenen Anordnung wird also grundsätzlich zur Leitungskopplung, die bei Kamm- oder Interdigitalfiltern zwischen den einzelnen Innenleitern besteht, eine konzen­ trierte kapazitive Kopplung K eingeführt. Wie sich ge­ zeigt hat, läßt sich beim Ausführungsbeispiel insbe­ sondere die untere Dämpfungsflanke in ihrer Steilheit beeinflussen, wodurch gleichzeitig die Dämpfungspol­ paare 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, viel­ mehr 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 Dämpfungs­ pole werden durch überbrückende Kopplungen erzeugt. Insbesondere ist bei Kamm- oder Interdigitalfiltern die Lage der Dämpfungspole, bedingt durch den Frequenzgang von Leitungskopplungen, generell unsymmetrisch. Diese Symmetrie läßt sich beim erfindungsgemäßen Vorgehen in einer für die Praxis ausreichenden Weise wieder einstellen.

Claims (1)

1. Kammleitungs- oder Interdigitalfilter mit wenigstens vier, in einem gemeinsamen Gehäuse (G) angeordneten Resonatoren (1 bis 6), bei dem die Resonatoren einerseits hinsichtlich der elektrischen Wirkungsweise in bestimmter Reihenfolge auf­ einanderfolgen und dabei zwischen jeweils zwei unmittelbar aufeinanderfolgenden Resonatoren eine unmittelbare induktive Kopplung (z. B. 2-3) vorgesehen ist, und bei dem anderer­ seits wenigstens eine überbrückende Kopplung (1-6, 2-5) zwi­ schen den unmittelbar aufeinanderfolgenden Resonatoren (z. B. 1, 6; 2, 5) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß in wenigstens einem Teil der unmittelbaren Kopplungen (2-3) eine zusätzliche, als Kondensator (K) zwischen den Innenleitern (2, 3) der betreffenden Resonatoren ausgebildete, kapazitive Kopplung vorgesehen ist.