DE3329057C2

DE3329057C2 -

Info

Publication number: DE3329057C2
Application number: DE19833329057
Authority: DE
Inventors: Anton Dipl.-Ing. 8000 Muenchen De Giefing
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1983-08-11
Filing date: 1983-08-11
Publication date: 1990-01-04
Also published as: DE3329057A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Kammleitungs- oder Interdigitalfil ter mit wenigstens vier Resonatoren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches.The invention relates to a comb line or interdigital film ter with at least four resonators according to the preamble of Claim.

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.Filters for very short electromagnetic waves with coaxial cables device resonators are for example by DE-PS 26 53 856 known. Another technological education of such Coaxial line filters are the well-known comb line filters and the well-known interdigital filters. The range of such filters is essentially determined by the degree of coupling to one another the following resonators and depending on the requirements It is necessary to increase or increase the number of resonators to choose smaller. When it comes down to damping poles to generate the filter characteristic, then this can Solve the problem by introducing additional couplings, So these are couplings in which in the electrical we not immediately successive resonators are additionally coupled to one another. Such additional couplings can be, for example, with additional coupling pins or also verify through additional coupling openings, u. a. also through special design of the whole filters can be achieved that additional couplings between exactly the desired resonators can be produced. At relatively high demands on the filter characteristics Accordingly, filters with a relatively large number must also be used Resonators can be realized, while also the frequency moderate position of the damping pole points according to the specified Requirements should be set.

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.Furthermore, it is known from DE-OS 19 42 909 that the position of the attenuation poles should be as symmetrical as possible with micro wave filters in relation to the forward center frequency. The desired symmetry can be seen in FIG. 5.

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.The curves shown there are purely schematic, i. H. the for the symmetry required in practice will be when filtering this not yet known species.

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.DE-OS 21 61 792 continues to teach for a special constructive design of microwave filters in such a way that the microwaves combined into blocks of four resonators are offset from each other.

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.Finally, in DE-OS 26 40 210 constructive Ausge Events specified in which the microwave resonators Blocks of three are combined. It will only be a resonator bridged, so that there is only one damping pole that ent is neither in the upper nor in the lower restricted area.

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.The object of the invention is to build comb line or Interdigital filters according to the preamble of the claim to indicate that meet these requirements and at de nen u. a. Damping pole pairs symmetrical to the passage center fre quenz can be placed and also the damping have largely identical damping values; especially This requirement should also be met with such filters those who have more than four resonators and where several symmetrical pairs of damping should be achieved.

Ausgehend von den Filtern nach dem Oberbegriff des Patentan spruchs wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung nach den kenn zeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs gelöst.Based on the filters according to the generic term of the patent Say this task according to the invention according to the kenn Drawing features of the claim solved.

Anhand eines Ausführungsbeispiels, das als Interdigitalfilter ausgebildet ist, wird die Erfindung noch näher erläutert. Es zeigt in der ZeichnungUsing an exemplary embodiment that as an interdigital filter is formed, the invention is explained in more detail. It shows in the drawing

Fig. 1 die zusätzliche Verkopplung der Resonatoren 2 und 5 eines sechskreisigen Filters; Fig. 1, the additional coupling of the resonators 2 and 5 of a sechskreisigen filter;

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. 2 shows schematically a six-circuit filter with the coupling of successive resonators, with overcouplings and an additional coupling K according to the invention, the cross section along the section line II being shown in Fig. 1;

Fig. 3 eine vergrößerte Darstellung zweier auf einanderfolgender Innenleiter 2 und 3 von Fig. 2 mit der erfindungsgemäßen Zusatz kopplung K. Fig. 3 is an enlarged view of two successive inner conductor 2 and 3 of FIG. 2 with the additional coupling K according to the invention.

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 the schematic illustration of FIG. 1 and 2, an interdigital filter can be seen, the inner conductor 1, 2, 3, 4, 5 and 6 are placed anti-parallel in a housing G, wherein the inner conductor on the one hand are electrically conductively connected to the housing in communication and have at their idle end a formed as a cylindrical capacitor termination. The input of the filter is labeled A , its output labeled E. A connection line suitable for microwaves thus leads from the input A to the first inner conductor 1 , and the energy transport takes place, as it were, in a direct succession from resonator to resonator to 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 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.In a manner known per se, the bandwidth of the filter is determined according to the basic concept by the coupling between successive resonators. This coupling is designated in the exemplary embodiment with 1-2, 2-3, 3-4, 4-5, 5-6 . To generate damping poles in the filter characteristic, additional couplings are provided which do not couple successive resonators with one another in the electrical mode of operation, i.e. in the exemplary embodiment the additional couplings between the inner conductor 1 and the inner conductor 6 and it is accordingly this additional coupling with 1-6 designated. Analogously, an additional coupling is also provided between the inner conductors 2 and 5 , which can also be seen in the exemplary embodiment with 2-5 . These additional couplings can be designed as such, for example, represent capacitive or inductive couplings, as required by the respective requirements. In particular, it is shown how the additional coupling between the inner conductors 2 and 5 is formed in the embodiment. For this purpose, the associated sectional image is drawn along the interface II of FIG. 2 in FIG. 1. The associated inner conductors are also designated with the reference numerals 2 and 5 and it can be seen that in the exemplary embodiment a loop coupling, designated 2-5 , is provided. The additional coupling between the inner conductors 1 and 6 can be formed in a similar manner.

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.Investigations on which the invention is based have now shown that difficulties arise in the exact setting of the position of the damping poles, in particular when implementing many circular bandpass filters, which also require high damping requirements and high demands on the running time. In order to make these difficulties manageable again, an additional capacitance K designed as a concentrated capacitor is now provided in the immediate coupling areas, ie in the exemplary embodiment in coupling area 2-3 . This is shown enlarged in FIG. 3 and the inner conductor 2 , the inner conductor 3 and the additional capacitance K can be seen there directly. In the exemplary embodiment, flag-shaped sheet metal strips are used, which act like a concentrated capacity, and which are directly opposite one another at the location of the additional coupling.

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.For a better overview, only one additional coupling K is shown in the exemplary embodiment, and depending on the requirements, the structure of the overall filter will be chosen symmetrically, even if the damping poles are to be symmetrical to the center of the filter. The resonators can be measured according to Pfitzemaier's dissertation "A contribution to the synthesis and implementation of narrowband microwave bandpasses with bridging", which was presented at the University of Kaisers Lauter in 1977, and reference is made to pages 116 to 127, for example.

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.In the arrangement described, a concentrated capacitive coupling K is therefore basically introduced for line coupling, which exists in comb or interdigital filters between the individual inner conductors. As has been shown ge, in the exemplary embodiment in particular the lower damping flank can be influenced in its steepness, as a result of which the damping pole pairs can be placed symmetrically at the same time. High near selection requirements can thus be met because damping poles can be provided in the filter characteristic. In addition, if the requirements are such that high damping 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 in relation to the center of the passage, the symmetry of the pole pairs becomes more important in practice. The damping poles are generated by bridging couplings. In particular with comb or interdigital filters, the position of the attenuation poles is generally asymmetrical due to the frequency response of line couplings. This symmetry can be set again in a manner which is sufficient for practice in the procedure according to the invention.

Claims

Comb line or interdigital filters with at least four resonators ( 1 to 6 ) arranged in a common housing (G) , in which the resonators follow one another in a certain order with regard to the electrical mode of operation and thereby an immediate inductive coupling between two immediately successive resonators ( e.g. 2-3 ) is provided, and on the other hand at least one bridging coupling ( 1-6, 2-5 ) is provided between the immediately successive resonators (e.g. 1, 6; 2, 5 ) , characterized in that an additional capacitive coupling designed as a capacitor (K) between the inner conductors ( 2, 3 ) of the resonators in question is provided in at least some of the direct couplings ( 2-3 ).