DE4291983C2 - Abstimmbare Höchstfrequenz-Bandsperrfiltereinrichtung - Google Patents
Abstimmbare Höchstfrequenz-BandsperrfiltereinrichtungInfo
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Abstract
Das abstimmbare Höchstfrequenzbandsperrfilter enthält: DOLLAR A eine Haupt-Höchstfrequenzübertragungsleitung (1); wenigstens eine Filterstufe, die ein gekoppeltes Leitungssegment (4) aufweist, die mit der Hauptübertragungsleitung (1) gekoppelt istund parallel und im Abstand zu dieser angeordnet ist, und einen abstimmbaren LC-Resonanzkreis (5, 6). Gemäß der Erfindung ist der abstimmbare LC-Resonanzkreis (5, 6) zwischen eines der Enden des Leitungssegments (4) und die Haupt-Höchstfrequenzübertragungsleitung (1) eingefügt.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Höchstfrequenz-
Bandsperrfilter.
Sie findet allgemeine Anwendung bei der Verarbeitung von
Höchstfrequenzsignalen und insbesondere in den
Höchstfrequenzempfängerstufen, bei denen Störsignale im allgemeinen
unbekannter und instabiler Frequenz ausgefiltert werden müssen, um
die Nutzsignale mit einem guten Signal/Stör-Verhältnis auswerten
und identifizieren zu können.
Man kennt bereits abstimmbare Höchstfrequenz-
Bandsperrfiltervorrichtungen.
Beispielsweise ist aus
FR 2 628 571 A1
eine abstimmbare Höchstfrequenzfiltervorrichtung bekannt, die
enthält:
Eine Haupt-Höchstfrequenzübertragungsleitung in Mikrostrip-Technik, und
eine Filterstufe mit einem Mikrostrip-Segment, das mit der Hauptübertragungsleitung gekoppelt ist, die im Abstand und parallel zu ihm angeordnet ist, und einem abstimmbaren LC-Resonanzkreis.
Eine Haupt-Höchstfrequenzübertragungsleitung in Mikrostrip-Technik, und
eine Filterstufe mit einem Mikrostrip-Segment, das mit der Hauptübertragungsleitung gekoppelt ist, die im Abstand und parallel zu ihm angeordnet ist, und einem abstimmbaren LC-Resonanzkreis.
Ein an das eine Ende der Übertragungsleitung angelegtes Signal wird
gefiltert, und die erhaltene Mittenfrequenz der Filtervorrichtung
ist aufgrund einer Steuerung der an den abstimmbaren LC-
Resonanzkreis angelegten Spannung variabel.
In FR 2 628 571 A1 hat das Mikrostrip-Segment ein erstes,
offenes Ende und ein zweites Ende, das mit Massepotential über den
abstimmbaren LC-Resonanzkreis verbunden ist, der insbesondere einen
Varactor enthält. Ein solcher Aufbau hat die folgenden Nachteile:
Zunächst vollzieht sich die Verbindung des zweiten Endes des
Mikrostrip-Segments mit dem Massepotential über den Resonanzkreis
mit Hilfe eines metallisierten Lochs, was im Höchstfrequenzbereich
eine Restinduktivität einer typischen Größe von 0,2 bis 0,3 nH mit
sich bringt. Dieses hat daher die Folge, daß die Anwendung der
Filtervorrichtung im Bereich hoher Frequenzen (typischerweise
oberhalb 12 GHz) eingeschränkt ist. Darüberhinaus vermindern die
mit dem metallisierten Loch einhergehenden Verluste die
Gesamtleistung des Filters und insbesondere den
Überspannungskoeffizienten des Resonanzkreises.
Dann muß für die gute Funktion des Filters der Zugang zu dem
metallisierten Loch in der Masseebene einfach und schnell sein.
Dieses hat zur Folge, daß die Technologie mit sogenanntem hängenden
Substrat nicht ausgeführt werden kann und daß ausschließlich eine
Mikrostrip-Technologie verwendet werden muß.
Schließlich ist die Filterstufe, die die Varactordiode bei dem
genannten Patent speist, für einen Betrieb in einem sehr breiten
Nutzfrequenzband und/oder mit großer Abstimmgeschwindigkeit sehr
schwierig zu realisieren.
Aus IEEE Transactions an Microwave Theory and Techniques,
Vol. MTT-30, Nr. 9, September 1982, Seiten 1387 bis 1389, ist
ein variables Bandsperrenfilter in Streifenleitertechnik be
kannt, das aus zwei im Abstand von einer Viertelwellenlänge der
Betriebsfrequenz angeordneten Kreisen besteht, die ihrerseits
jeweils aus einem Serien- und einem Parallelresonanzkreis be
stehen, die einander parallel geschaltet sind. Die Kapazität
dieser Resonanzkreise wird jeweils von einer Varaktordiode ge
bildet, während die Induktivität von einem Leitungsstück gebil
det wird. Die Ankopplung der zum Serienresonanzkreis gehörenden
Induktivität erfolgt allein über die Varaktordiode, wobei das
betreffende Leitungsstück im rechten Winkel zur Hauptübertra
gungsleitung des Filters verläuft. Das dem Ankoppelende abge
wandte Ende des Leitungsstücks des Serienresonanzkreises ist
geerdet. Das bekannte Filter weist parasitäres Ansprechverhal
ten auf, das für Breitbandanwendungsfälle nicht akzeptabel ist.
Das Filter gestattet es auch nicht, die Impedanzgrößen der Re
sonanzkreise einzustellen, was für die Erzielung eines an die
gestellte Aufgabe angepaßten Filters aber unverzichtbar ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Filter der ein
gangs genannten Art anzugeben, das es erlaubt, Herstellung und
Funktion und insbesondere das Übertragungsverhalten zu verbes
sern.
Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale
gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegen
stand der Unteransprüche.
Gemäß einem wichtigen Merkmal der Erfindung ist der abstimmbare
LC-Resonanzkreis zwischen eines der Enden des gekoppelten Lei
tungssegments und die Haupthöchstfrequenzübertragungsleitung
eingefügt. Dieser Aufbau gemäß der Erfindung, der von dem
Festfrequenzaufbau abweicht, der im Stand der Technik "Spurline"
genannt wird, bietet die folgenden Vorteile:
Einfache Ausführung der Elemente und leichte Integration in Mikroelektronik;
Vermeidung des metallisierten Loches im Höchstfrequenzgebiet;
Verbesserung der Eigenschaften, insbesondere bezüglich der Nutzbandbreite und der Abstimmfrequenz;
Freiere Gestaltungsmöglichkeiten in der Übertragungsleitungstechnologie und insbesondere die Möglichkeit, die Technologie mit hängendem Substrat (Substrat suspendu) einzusetzen.
Einfache Ausführung der Elemente und leichte Integration in Mikroelektronik;
Vermeidung des metallisierten Loches im Höchstfrequenzgebiet;
Verbesserung der Eigenschaften, insbesondere bezüglich der Nutzbandbreite und der Abstimmfrequenz;
Freiere Gestaltungsmöglichkeiten in der Übertragungsleitungstechnologie und insbesondere die Möglichkeit, die Technologie mit hängendem Substrat (Substrat suspendu) einzusetzen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung enthält der
abstimmbare LC-Resonanzkreis eine Induktivität, die mit einer
einstellbaren Kapazität in Serie geschaltet ist, wobei das andere
Ende des gekoppelten Leitungssegments offen ist.
In diesem Falle wird die einstellbare Kapazität vorzugsweise von
einem Varactor gebildet, von dem eine der Elektroden mit dem einen
Ende des gekoppelten Leitungssegments verbunden ist und die andere
Elektrode einerseits mit einem der Anschlüsse der Induktivität und
andererseits mit einer Steuerschaltung verbunden ist. Gemäß einer
anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung enthält der
abstimmbare LC-Resonanzkreis eine Induktivität, die zu einer
einstellbaren Kapazität parallel geschaltet ist, wobei das andere
Ende des gekoppelten Leitungssegments mit Masse verbunden ist.
Allerdings weist der letztgenannte Aufbau den Nachteil auf, daß ein
metallisiertes Loch im Höchstfrequenzgebiet notwendig ist.
Bei den klassischen Filterkonstruktionen wird der Varactor von
einer Steuerschaltung angesteuert, die eine durch eine Spule oder
einen Diplexer höchstfrequenzmäßig entkoppelte Potentialquelle
aufweist.
Um die Eigenschaften des
Filters bei tiefer Frequenz zu verbessern, das heißt bei Frequenzen
unter zwei GHz, enthält die
Steuerschaltung einen ohm'schen Widerstand großen
Wertes, der den Höchstfrequenzbereich nicht oder wenig
stört.
Das Funktionsprinzip eines Varactors ist das einer invers
gekoppelten Diode, wobei der von einer solchen Steuerschaltung
gelieferte Strom vernachlässigbar ist und die
Steuerspannung vollständig zum Varactor gelangt.
Eine solche Steuerschaltung für den Varactor weist die folgenden
Vorteile auf:
Leichte Ausführung des Widerstandes und einfache und wenig kostspielige Integration in Mikroelektronik;
Bessere Aufrechterhaltung der Impedanz der Steuerschaltung für den Varactor bei stärkeren Werten in breitem Höchstfrequenzband und daher Verbesserung der Gleichmäßigkeit des elektrischen Ansprechverhaltens der Varactorsteuerschaltung;
Fehlen eines Filtereffekts in der Varactorsteuerschaltung und daher mögliche Ausdehnung des Einsatzes der Filtervorrichtung auf die tiefen Frequenzen; und
Möglichkeit der Verzweigung der Varactorsteuerschaltung auf den Varactor selbst oder auf die Verbindung des abstimmbaren LC- Resonanzkreises mit der Hauptübertragungsleitung.
Leichte Ausführung des Widerstandes und einfache und wenig kostspielige Integration in Mikroelektronik;
Bessere Aufrechterhaltung der Impedanz der Steuerschaltung für den Varactor bei stärkeren Werten in breitem Höchstfrequenzband und daher Verbesserung der Gleichmäßigkeit des elektrischen Ansprechverhaltens der Varactorsteuerschaltung;
Fehlen eines Filtereffekts in der Varactorsteuerschaltung und daher mögliche Ausdehnung des Einsatzes der Filtervorrichtung auf die tiefen Frequenzen; und
Möglichkeit der Verzweigung der Varactorsteuerschaltung auf den Varactor selbst oder auf die Verbindung des abstimmbaren LC- Resonanzkreises mit der Hauptübertragungsleitung.
Im Rahmen einer breitbandigen Funktion von beispielsweise 2 bis 18
GHz wird die Filtervorrichtung nach der Erfindung als Bandsperre
verwendet, wobei sie ein schmales Band ausfiltert und letzteres in
einem breiten Band zwischen 2 und 18 GHz liegt.
Wenn ein solches Filter bei einer Viertelwellenlänge der mittleren
Sperrfrequenz des Filters arbeitet, dann arbeitet es gemäß der
allgemeinen Theorie dieser Art Höchstfrequenzfilter auch bei
Dreiviertelwellenlänge (dies gilt im wesentlichen für Filter fester
Frequenz).
Wenn das Filter des oben genannten Patents beispielsweise bei 4 GHz
arbeitet, dann sperrt es auch eine weitere Frequenz, die zwischen 8
und 12 GHz liegt.
Diese parasitäre Sperrung zwischen 8 und 12 GHz ist jedoch bei
einer breitbandigen Funktion zwischen 2 und 18 GHz sehr störend.
Es ist anzumerken, daß die Resonanzbedingungen eines Filters nach
der Erfindung mit variabler Frequenz von denen eines
Festfrequenzfilters verschieden sind. Genauer gesagt, die
Resonanzbedingungen bei variabler Frequenz sind derart, daß die
Parasitärsperrungen nicht mehr beim Dreifachen der Bezugsfrequenz
auftreten, sondern eher bei dem Zweifachen; die Bezugsfrequenz ist
jene Frequenz, bei der der Grundaufbau einem Viertel der
Wellenlänge entspricht.
Es folgt daraus, daß es noch schwieriger ist, bei variabler
Frequenz zu arbeiten, was den ersten Teil des Bereiches zwischen 2
und 18 GHz betrifft, ohne von den genannten parasitären Sperrungen
gestört zu werden.
Aus diesem Grunde sperrt das Filter des oben genannten Patents
praktisch nur ab 6,5 GHz.
Bei der erfindungsgemäßen Filtervorrichtung ist das Nutzband breiter
als oder gleich dem von 2 bis 18 GHz.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Haupt-
Höchstfrequenzübertragungsleitung in zwei benachbarte Teilstücke
unterteilt, wobei das Leitungssegment mit dem ersten Teilstück
der gewählten elektrischen Länge L1 gekoppelt ist und das zweite
Teilstück frei ist und eine gewählte elektrische Länge L2 hat und
die Summe der Längen L1 und L2 im wesentlichen einem Viertel der
Wellenlänge bei der Mittenfrequenz des Sperrbandes des Filters
entspricht.
Der Fachmann versteht, daß ein solcher Aufbau in einem Filter
verwendet werden kann, das mehrere Filterstufen enthält, so daß die
Haupt-Höchstfrequenzübertragungsleitung in eine Vielzahl von
benachbarten Paaren von Teilstücken unterteilt ist, die wie vor
erwähnt, betrieben werden.
Es ist anzumerken, daß die Wahl der Längen L1, L2 und L1 + L2 die
richtige Phasenlage zwischen jeder Filterstufe aufrecht zu erhalten
gestattet.
Darüber hinaus erlaubt es die Wahl der Länge L1 des ersten
Teilstückes, das parasitäre Sperrband auf mehr als das Doppelte des
Wertes Vg/4 . L1 zu verschieben, wobei Vg die
Gruppengeschwindigkeit im Übertragungsmedium für eine Funktion der
Sperrfiltervorrichtung ist, die auf Vg/4 (L1 + L2) zentriert ist.
Aufgrund der Erfindung ist es auch möglich, mit variabler Frequenz
im ersten Abschnitt des Bereiches von 2 bis 18 GHz zu arbeiten,
ohne durch parasitäre Sperrungen gestört zu werden.
In einem Ausführungsbeispiel liegt die Länge L1 in der
Größenordnung von 3,3 mm, die Länge L2 in der Größenordnung von
1,7 mm, und die Sperrmittenfrequenz des Filters ist 6 GHz.
Andere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der
Betrachtung der nachfolgenden detaillierten Beschreibung und den
Zeichnungen hervor.
Fig. 1 zeigt schematisch eine Höchstfrequenzfiltervorrichtung
nach dem Stand der Technik;
Fig. 2 zeigt eine Dämpfungskurve des unter Bezugnahme auf Fig.
1 beschriebenen Filters;
Fig. 3 ist eine schematische Darstellung einer Filterstufe mit
einem LC-Serienresonanzkreis zwischen der
Hauptübertragungsleitung und dem gekoppelten
Leitungssegment nach der Erfindung;
Fig. 4 ist eine schematische Darstellung einer Filterstufe mit
einem LC-Parallelresonanzkreis zwischen der
Hauptübertragungsleitung und dem gekoppelten
Leitungssegment nach der Erfindung;
Fig. 5 ist eine schematische Darstellung der
Varactorsteuerschaltung, die der unter Bezugnahme auf
Fig. 3 erläuterten Vorrichtung zugeordnet ist;
Fig. 6 ist eine schematische Darstellung einer Maske einer
Vorrichtung mit drei Filterstufen der Fig. 3 und 5
gemäß der Erfindung; und
Fig. 7 ist eine schematische Darstellung der Unterteilung der
Hauptübertragungsleitung, die drei Filterstufen der Fig.
9 zugeordnet ist, gemäß der Erfindung.
In Fig. 1 ist der in FR 2 628 571 A1 beschriebene
Aufbau eines Bandsperrenfilters mit gekoppelten
Leitungen in Mikrostrip-Technologie dargestellt.
Ein solches Filter enthält eine Mikrostrip-Übertragungsleitung 1,
die einen Höchstfrequenzsignalgenerator 2 mit einer Lastimpedanz 3
verbindet.
Es ist wenigstens eine Filterstufe vorgesehen, die von einem
Mikrostripsegment 4 gebildet ist, das parallel zur
Übertragungsleitung angeordnet ist und eine elektrische Länge hat,
die in wesentlichen einen Viertel der Wellenlänge bei der
Sperrmittenfrequenz entspricht, die man ausfiltern möchte.
Das Segment 4 ist an einem seiner Enden offen, und das andere
seiner Enden ist über einen abstimmbaren LC-Resonanzkreis aus einer
Induktivität 5 und einer einstellbaren Serienkapazität 6 mit Masse
verbunden, so daß dieser Kreis eine Last für die gekoppelte Leitung
darstellt.
In der Praxis ist die einstellbare Kapazität 6 von einem Varactor
gebildet, dessen Kathode mit Masse verbunden ist und dessen Anode
einerseits mit einem der Anschlüsse der Induktivität 5 und
andererseits mit einer negativen Gleitspannungsquelle -V verbunden
ist.
Die Filtervorrichtung kann beispielsweise fünf Filterstufen
enthalten, die jeweils von einem Segment 4 gebildet sind. Es ist
anzumerken, daß man mit Steigerung der Stufenzahl das
Antwortverhalten des Filters beeinflußt.
Die Dämpfung, die ein solches Filter erzeugt, ist in Fig. 2
dargestellt, in der man erkennt, daß die Mittenfrequenz FO zwischen
einem Minimalwert FOmin und einem Maximalwert FOmax in Abhängigkeit
von dem an die Kathode des Varactors angelegten Potential
verschoben werden kann, wobei die Minimalfrequenz bei der
maximalen Kapazität des Varactors erhalten wird, die ihrerseits der
kleinsten Steuerspannung entspricht.
Die Mittenfrequenz FO ist durch die Länge jedes Segments 4
bestimmt, und die Breite des Sperrbandes hängt von der Anzahl der
Stufen und der Impedanz der Leitung ab, die mit jeder von ihnen
gekoppelt ist.
Gemäß der Erfindung ist, wie in Fig. 3 dargestellt ist, der
Anschluß des abstimmbaren LC-Resonanzkreises verändert. Gemäß der
Erfindung ist der abstimmbare LC-Resonanzkreis nämlich zwischen
eines der Enden des Mikrostrip-Segments 4 und die
Höchstfrequenzübertragungsleitung 1 eingefügt.
Genauer gesagt, die einstellbare Kapazität 6 ist von einem Varactor
gebildet, dessen Kathode mit einem der Enden der
Übertragungsleitung 1 verbunden ist und dessen Anode einerseits mit
einem der Anschlüsse der Induktivität 5 und andererseits mit einer
negativen Gleichspannungsquelle -V verbunden ist.
Da die Kapazität des Varactors von dem an seinen Anschlüssen
anliegenden Gleichspannungspotential abhängt, variiert die
Abstimmfrequenz des LC-Resonanzkreises mit der Steuerspannung des
Varactors.
Die Funktion des Filters wird somit verändert, und seine
Frequenzabstimmung hängt im wesentlichen von der an den Varactor
angelegten Gleichspannung ab.
Es ist selbstverständlich möglich, mehrere Filterstufen um die
Übertragungsleitung anzuordnen. In diesem Falle ändert man
gleichzeitig alle Potentiale -V, um die richtige Abstimmung des
Filters zu erzielen.
Die von einem solchen Filter erzeugte Dämpfung ist im wesentlichen
identisch mit der in Fig. 2 gezeigten.
Es ist hervorzuheben, daß der in Fig. 3 dargestellte Aufbau den
Vorteil hat, daß er in Mikrostrip-Technik und auch in der
Technologie mit hängendem Substrat ausgeführt werden kann, weil ein
metallisiertes Loch fehlt.
In Fig. 4 enthält der abstimmbare LC-Resonanzkreis, der zwischen
eines der Enden des Mikrostrip-Segments und die
Höchstfrequenzübertragungsleitung eingefügt ist, eine Induktivität
5, die zu einer einstellbaren Kapazität 6 parallel geschaltet ist.
Es anzumerken, daß das andere Ende des Mikrostrip-Segments 4 mit
Massepotential verbunden ist.
Genauer gesagt, die einstellbare Kapazität wird von einem Varactor
gebildet, dessen Kathode mit einem der Enden der
Höchstfrequenzleitung verbunden ist und dessen Anode einerseits mit
der Mikrostrip-Leitung und andererseits mit der Steuerschaltung
verbunden ist.
In Fig. 5 findet man wieder die unter Bezugnahme auf Fig. 3
beschriebene Filtervorrichtung.
Gemäß der Erfindung enthält die Varactorsteuerschaltung eine
Potentialquelle 7, die den Varactor über einen hochohmigen
Widerstand 8 versorgt.
Beispielsweise liegt der Ohmwert des Widerstandes 8 in der
Größenordnung von einigen kΩ für eine korrekte Funktion des
Varactors.
In Fig. 6 ist eine Maske in Mikrostrip-Technologie einer
Filtervorrichtung mit drei Filterstufen der unter Bezugnahme auf
die Fig. 3 und 5 beschriebenen Art dargestellt.
Man findet dort wieder die Haupt-Höchstfrequenzübertragungsleitung
1, der drei Filterstufen zugeordnet sind.
Eine Filterstufe besteht aus einem Leitungssegment 4, das mit einem
Leitungsstück 9 gekoppelt ist, und einem abstimmbaren LC-
Resonanzkreis, der zwischen das Teilstück 9 und das Segment 4
eingefügt ist.
Der LC-Resonanzkreis ist von einem Varactor 6 und einer
Induktivität 5 gebildet.
In Mikrostrip-Technologie besteht der Varactor 6 aus einem auf dem
Leitungssegment 4 niedergeschlagenen Belag, und die Induktivität 5
ist von einem Verbindungsdraht gebildet, der zwischen dem Varactor
6 und dem Leitungsstück 9 angeordnet ist.
Der Widerstand 8 der Varactorsteuerschaltung ist von einem
Streifen gebildet, der mit einem der Enden des Leitungssegments 4
verbunden ist. Die Potentialquelle 7 versorgt den Widerstand 8.
Vorteilhafter Weise ist der Widerstand 8 so nahe wie möglich beim
Varactor angeordnet, die Beschränkungen bei der Ausführung können
jedoch dazu führen, ihn ganz und gar beispielsweise beim
Leitungssegment anzuordnen.
Es ist anzumerken, daß die benachbarten Teilstücke 9 eine
elektrische Länge haben, die im wesentlichen gleich der der
Leitungssegmente 4 ist. Diese Länge entspricht im wesentlichen
einem Viertel der Wellenlänge der Sperrmittenfrequenz des Filters.
Beispielsweise liegt bei einer Sperrmittenfrequenz von 6 GHz die
Länge der Teilstücke 9 und der Segmente 4 in der Größenordnung von
5 mm.
In Fig. 7 ist eine Maske einer Filtervorrichtung mit drei
Filterstufen der Art dargestellt, die unter Bezugnahme auf die
Fig. 3, 5 und 6 beschrieben wurden.
Gemäß der Erfindung ist die Hauptübertragungsleitung 1 in mehrere
Paare benachbarter Teilstücke 10 und 11 unterteilt, um parasitäre
Sperrungen außerhalb des Nutzbandes von 2 bis 18 GHz zu
unterdrücken.
Es ist anzumerken, daß die Teilstücke 10 und 11 durch Absätze 17
begrenzt sind.
Es ist anzumerken, daß die gekoppelten Leitungssegmente 4 im
allgemeinen eine Breite haben, die gleich der der
Hauptübertragungsleitung 1 ist.
In einer Variante können sie auch (beispielsweise das gekoppelte
Leitungssegment 4 der Hauptstufe von Fig. 7) aus Leitungen
unterschiedlicher Breiten bestehen. Eine solche Variante bietet den
Vorteil eines zusätzlichen Maßes an Sicherheit, das bei der
Zusammenstellung des Filters oder bei der Einstellung der
Filterparameter nützlich sein kann, wie beispielsweise bei der
Einstellung der Sperrbandbreite des Filters in Abhängigkeit von der
Abstimmfrequenz.
Gemäß der Erfindung ist die Höchstfrequenzübertragungsleitung in
mehrere Paare benachbarter Teilstücke 10 und 11 unterteilt.
Das Leitungssegment 4 jeder Filterstufe ist mit dem ersten
Teilstück 10 der elektrischen Länge L1 gekoppelt.
Das zweite Teilstück 11, benachbart dem Teilstück 10, ist frei. Es
hat eine elektrische Länge L2.
Um eine geeignete Phasenbeziehung zwischen jeder Filterstufe
aufrecht zu erhalten, ist die Summe der Längen L1 und L2 derart
gewählt, daß sie im wesentlichen gleich einem Viertel der
Wellenlänge bei der Sperrmittenfrequenz des Filters ist.
Beispielsweise für L1 = 3,3 mm, L2 = 1,7 mm und eine Mittenfrequenz
von 6 GHz hat die Anmelderin überraschenderweise festgestellt, daß
die parasitäre Sperrfrequenzen jenseits von 18 GHz erscheinen.
Claims (13)
1. Abstimmbare Höchstfrequenz-Bandsperrfilter
einrichtung, enthaltend:
- 1. eine Haupt-Höchstfrequenzübertragungsleitung (1);
- 2. wenigstens eine Filterstufe, enthaltend ein Leitungssegment (4), das parallel und im Abstand zur Haupt-Höchstfrequenz übertragungsleitung (1) angeordnet und dadurch mit dieser gekoppelt ist, und
- 3. einen abstimmbaren LC-Resonanzkreis (5, 6),
- 1. der abstimmbare LC-Resonanzkreis (5, 6) zwischen eines der Enden des Leitungs segments (4) und die Haupt-Höchst frequenzübertragungsleitung (1) ein gefügt ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Haupt-Höchstfrequenzübertragungsleitung (1) in Mikrostrip-
Technologie realisiert ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Haupt-Höchstfrequenzübertragungsleitung (1) in der Technologie
mit schwebendem Substrat ausgeführt ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß der abstimmbare LC-Resonanzkreis eine
Induktivität (5) enthält, die mit einer einstellbaren
Kapazität (6) in Serie geschaltet ist, wobei das andere Ende
des gekoppelten Leitungssegments (4) offen ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß der abstimmbare LC-Resonanzkreis eine
Induktivität (5) enthält, die zu einer einstellbaren Kapazität (6)
parallel geschaltet ist, wobei das andere Ende des
gekoppelten Leitungssegments (4) mit Massepotential verbunden
ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder Anspruch 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die einstellbare Kapazität von einem
Varactor (6) gebildet ist, dessen eine Elektrode mit der
Hauptübertragungsleitung (1) und dessen
andere Elektrode einerseits mit einem der Anschlüsse der
Induktivität (5) und andererseits mit einer Steuerschaltung (7, 8)
verbunden ist.
7. Vorrichtung nach
Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung einen
hochohmigen Widerstand (8) enthält, der von einem
Spannungsgenerator (7) versorgt ist.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß das gekoppelte Leitungssegment eine
elektrische Länge hat, die im wesentlichen einem Viertel der
Wellenlänge bei der Sperrmittenfrequenz des Filters
entspricht.
9. Abstimmbare Höchstfrequenzsperrfiltervorrichtung nach einem
der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Haupt-Höchstfrequenzübertragungsleitung (1) in
wenigstens zwei benachbarte Teilstücke (10, 11) unterteilt ist, wobei
das Leitungssegment (4) mit dem ersten Teilstück (10) der Leitung
einer gewählten elektrischen Länge (L1) gekoppelt ist, das
zweite Teilstück (11) frei ist und eine gewählte elektrische
Länge (L2) hat, und die Summe der elektrischen Längen (L1 und L2) im
wesentlichen einem Viertel der Wellenlänge bei der
Sperrmittenfrequenz des Filters entspricht.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die
Länge (L1) des ersten Teilstücks (10) in der Größenordnung von 3,3 mm liegt, die Länge
(L2) des zweiten Teilstücks (11) in der Größenordnung von 1,7 mm liegt, wenn die
Sperrmittenfrequenz in der Größenordnung von 6 GHz liegt.
11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder Anspruch 10, dadurch
gekennzeichnet, daß die Haupt-
Höchstfrequenzübertragungsleitung (1) in mehrere Teilstückpaare
(10 und 11) unterteilt ist, wobei jedem Paar eine Filterstufe
zugeordnet ist.
12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß das gekoppelte Leitungssegment (4) eine
Breite aufweist, die gleich der der Hauptübertragungsleitung
(1) ist.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch
gekennzeichnet, daß das gekoppelte Leitungssegment (4) eine
Breite hat, die von der der Hauptübertragungsleitung (1)
abweicht.
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