DE69420924T2 - BAND PASS FILTER WITH COUPLED RESONATORS - Google Patents
BAND PASS FILTER WITH COUPLED RESONATORSInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bandpassfilter mit gekoppelten Resonatoren. Sie findet Anwendung in der Elektronik, insbesondere bei der Herstellung von Bandpassfiltern, deren Arbeitsfrequenz sich in dem FM-Band befindet, d. h. im wesentlichen zwischen 70 und 120 MHz.The present invention relates to a bandpass filter with coupled resonators. It finds application in electronics, in particular in the manufacture of bandpass filters whose operating frequency is in the FM band, i.e. essentially between 70 and 120 MHz.
Das erfindungsgemäße Filter ist von dem Typ, der gekoppelte Resonatoren umfasst. Die französische Patentanmeldung FR-A-2 626 716 (oder die entsprechende europäische Patentanmeldung EP-A-0 326 498) beschreibt ein Filter mit gekoppelten Resonatoren, das in Fig. 1 dargestellt ist. So wie dargestellt, umfasst dieses Filter fünf auf demselben Substrat 10 abgeschiedene Resonatoren C1 bis C5. Jeder Resonator umfasst eine Mikrostreifenleitung 14 (z. B. aus Kupfer), die eine Schleife mit einer Öffnung 16 bildet. An diese Öffnung angeschlossen ist ein regulierbarer oder endgültig justierter Kondensator 18. Die Einheit aus Leitung und Kondensator bildet einen Resonanzkreis LC. Die Länge des Mikrostreifens ist in der Größenordnung von λ/8, wenn λ die der Resonanzfrequenz zugeordnete Wellenlänge des Kreises ist.The filter according to the invention is of the type comprising coupled resonators. French patent application FR-A-2 626 716 (or the corresponding European patent application EP-A-0 326 498) describes a filter with coupled resonators, shown in Fig. 1. As shown, this filter comprises five resonators C1 to C5 deposited on the same substrate 10. Each resonator comprises a microstrip line 14 (made of copper, for example) forming a loop with an opening 16. An adjustable or finally adjusted capacitor 18 is connected to this opening. The line-capacitor assembly forms a resonant circuit LC. The length of the microstrip is of the order of λ/8, where λ is the wavelength of the circuit associated with the resonant frequency.
Das Substrat. 10 ist aus dielektrischen Material (z. B. aus Exoxydglas, Teflon, ...). Auf der Unterseite dieses Substrats befindet sich eine nicht dargestellte leitfähige Schicht (z. B. aus Kupfer), die die Massenebene bildet.The substrate 10 is made of dielectric material (e.g. exoxyd glass, Teflon, ...). On the underside of this substrate there is a conductive layer (e.g. made of copper) (not shown) which forms the ground plane.
Die verschiedenen Resonatoren sind miteinander gekoppelt durch parallele und benachbarte Seiten.The different resonators are coupled to each other through parallel and adjacent sides.
Das Filter wird durch einen Eingangsmikrostreifen E und einen Ausgangsmikrostreifen S vervollständigt.The filter is completed by an input microstrip E and an output microstrip S.
Solche Filter arbeiten in dem Frequenzband, das im wesentlichen von 950 bis 1750 MHz geht, insbesondere in Empfangsstationen von Fernsehsignalen, die von Satelliten ausgestrahlt werden.Such filters operate in the frequency band that essentially ranges from 950 to 1750 MHz, especially in reception stations for television signals transmitted by satellites.
Obwohl in gewisser Hinsicht zufriedenstellend, weisen diese Filter Nachteile auf. Zunächst einmal nehmen ihre Dimensionen schnell zu, wenn die Arbeitsfrequenz abnimmt (da diese Dimensionen die Größenordnung eines Bruchteils der Wellenlänge haben). Sie werden prohibitiv in dem FM-Band gegen 100 MHz.Although satisfactory in some respects, these filters have drawbacks. First of all, their dimensions increase rapidly as the operating frequency decreases (since these dimensions are of the order of a fraction of the wavelength). They become prohibitive in the FM band around 100 MHz.
Anschließend weisen sie eine nicht vernachlässigbare Dämpfung im Zentrum des Durchlassbandes in der Größenordnung von 6dB auf, wobei diese Dämpfung noch zunimmt, wenn die Bandbreite abnimmt.They then exhibit a non-negligible attenuation in the center of the passband of the order of 6 dB, with this attenuation increasing as the bandwidth decreases.
Schließlich sind sie schwierig zu simulieren und zu berechnen, wegen der zahlreichen Kopplungen zwischen Zellen, deren genaue Quantifizierung immer schwierig ist.Finally, they are difficult to simulate and calculate because of the numerous couplings between cells, the precise quantification of which is always difficult.
Das Dokument mit dem Titel "Kammleitungsfilter aus gekoppelten Mikrostreifenleitungen" von Roland Briechle, veröffentlicht in der Zeitschrift FREQUENZ, Bd. 30, Nr. 8, August 1976, beschreibt ein Filter, das eine große Anzahl Resonatoren umfasst, jeder gebildet durch einen Mikrostreifen, der die Rolle der Induktanz spielt, und einen Kondensator, beide mit der Masse verbunden. Jeder Resonator bildet somit einen "Finger" und das komplette Filter wird durch eine große Anzahl solcher Finger gebildet, die längs der Mikrostreifen miteinander gekoppelt sind.The document entitled "Comb line filter made of coupled microstrip lines" by Roland Briechle, published in the magazine FREQUENZ, vol. 30, no. 8, August 1976, describes a filter comprising a large number of resonators, each formed by a microstrip playing the role of inductance and a capacitor, both connected to ground. Each resonator thus forms a "finger" and the complete filter is formed by a large number of such fingers coupled together along the microstrips.
Außerdem erfordern diese Filter Abstimmschaltkreise am Eingang und am Ausgang.In addition, these filters require tuning circuits at the input and output.
Ein solches Filter führt zu Verlusten aufgrund der Kopplungen zwischen Resonatoren und ist nur sehr schwierig simulierbar, denn keine Software ist fähig, so zahlreiche und - gewisse betreffend - auch weit entfernte Kopplungen zu simulieren. Sobald man die Anzahl der Resonatoren verändert, um z. B. das Durchlassband zu variieren, verändern sich die Kopplungen, und man muss die ganze Simulation neu beginnen.Such a filter leads to losses due to the couplings between resonators and is very difficult to simulate, because no software is capable of simulating such numerous and - in some cases - distant couplings. As soon as you change the number of resonators, for example to vary the passband, the couplings change and you have to start the whole simulation again.
Selbst dann, wenn man die Anzahl der Resonatoren auf ihr theoretisches Minimum beschränkt, das 3 beträgt, erhält man immer noch ein komplexes, schwer zu simulierendes Filter mit einem Eingangsfinger, einem Ausgangsfinger und einem Zwischenfinger.Even if you limit the number of resonators to their theoretical minimum, which is 3, you still get a complex, difficult to simulate filter with an input finger, an output finger and an intermediate finger.
Diese Filter lösen also auch nicht das Problem der Simulation und der Berechnung.These filters do not solve the problem of simulation and calculation.
Die vorliegende Erfindung hat die Aufgabe, diese Nachteile zu beseitigen. Zu diesem Zweck schlägt sie ein Filter vor, dessen Dimensionen reduziert sind (praktisch um einen Faktor 10 in Bezug auf das schon beschriebene Filter des Dokuments FR-A- 2 626 716) und ungefähr λ/100 betragen. Das Filter kann also mit Frequenzen arbeiten, die unter 500 MHz sinken. Außerdem hat das erfindungsgemäße Filter sehr geringe Verluste, in der Größenordnung von 2dB. Seine Bandbreite kann zwischen einem schmalen Band (2%) und einem breiten Band (40%) eingestellt werden.The present invention aims to eliminate these disadvantages. To this end, it proposes a filter whose dimensions are reduced (practically by a factor of 10 with respect to the filter of document FR-A-2 626 716 already described) and are approximately λ/100. The filter can therefore operate at frequencies falling below 500 MHz. In addition, the filter according to the invention has very low losses, of the order of 2 dB. Its bandwidth can be adjusted between a narrow band (2%) and a wide band (40%).
Alle diese Resultate erhält man dank einer speziellen Struktur, die ausschließlich zwei gekoppelte Resonatoren umfasst, die eine Filtrierzelle bilden. Erfindungsgemäß werden die Resonatoren einer Zelle alle durch eine Mikrostreifenleitung, die bei der Arbeitsfrequenz im wesentlichen die Rolle einer Induktanz spielt, und durch einen Abstimmkondensator gebildet. Es handelt sich also wieder um einen Resonator des Typs LC, aber nach einer ersten Charakteristik des Resonators hat die Leitung nicht mehr die Form einer Schleife mit Öffnung. Der Abstimmkondensator wird also nicht in eine Öffnung eingefügt, sondern mit einem der Enden der Leitung verbunden und eine Belegung liegt an der elektrischen Masse. Nach einer anderen Charakteristik umfasst die Leitung einen geradlinigen Teil (oder Zweig), der dazu dient, die beiden Resonatoren einer Zelle miteinander zu koppeln, und dazu sind die beiden geradlinigen Zweige der beiden Resonatoren benachbart. Die Länge dieser Zweige sowie ihre Breite ermöglichen, die Kopplung leicht auf den passenden Wert einzustellen.All these results are obtained thanks to a special structure that exclusively comprises two coupled resonators forming a filtering cell. According to the invention, the resonators of a cell are all formed by a microstrip line, which essentially plays the role of an inductor at the operating frequency, and by a tuning capacitor. It is therefore again an LC type resonator, but according to a first characteristic of the resonator, the line is no longer in the form of a loop with an opening. The tuning capacitor is therefore not inserted in an opening, but is connected to one of the ends of the line and one connection is connected to the electrical ground. According to another characteristic, the line comprises a straight part (or branch) which serves to couple the two resonators of a cell to one another, and for this purpose the two straight branches of the two resonators are adjacent. The length of these branches as well as their width allow the coupling to be easily adjusted to the appropriate value.
Eine solche Zelle mit ausschließlich zwei Resonatoren ist im Stand der Technik nicht vorgesehen, auch nicht in dem oben zitierten Dokument FREQUENZ, wo die Anzahl der Finger noch immer sehr groß ist und auf gar keinen Fall kleiner als 3.Such a cell with only two resonators is not provided for in the state of the art, not even in the FREQUENZ document cited above, where the number of fingers is still very large and in no case less than 3.
Die Erfindung deckt also schon eine Elementarzelle des beschriebenen Typs ab. Aber sie deckt auch den Fall ab, wo das Filter mehrere Elementarzellen umfasst, die in aufeinanderfolgender Weise direkt miteinander verbunden sind, wobei der zum zweiten Resonator gehörende Abgriff einer Zelle mit dem zum ersten Resonator gehörenden Abgriff der nachfolgenden Zelle verbunden ist. Die Kaskadenschaltungsverluste werden so auf ein Minimum reduziert in Bezug auf das Filter des schon zitierten Dokuments FREQUENZ, wo die Kaskadenschaltung der Resonatoren durch Kopplung erfolgt. Bei gleicher Gesamtzahl der Resonatoren weist das erfindungsgemäße Filter kleinere Verluste auf und seine Simulation ist sehr viel einfacher.The invention therefore already covers an elementary cell of the type described. But it also covers the case where the filter comprises several elementary cells which are directly connected to one another in a sequential manner, the tap of one cell belonging to the second resonator being connected to the tap of the subsequent cell belonging to the first resonator. The cascade connection losses are thus reduced to a minimum with respect to the filter of the previously cited document FREQUENZ, where the cascade connection of the resonators is achieved by coupling. For the same total number of resonators, the filter according to the invention has lower losses and its simulation is much simpler.
Noch genauer hat die vorliegende Erfindung also ein Bandpassfilter mit gekoppelten Resonatoren zum Gegenstand, das dadurch gekennzeichnet ist, dass es wenigstens eine Filtrier- Elementarzelle enthält, wobei jede Elementarzelle durch ausschließlich zwei Resonatoren gebildet wird, hier anschließend als erster und zweiter Resonator bezeichnet, und jeder Resonator einer Zelle umfasst:More precisely, the present invention relates to a bandpass filter with coupled resonators, characterized in that it comprises at least one filtering unit cell, each unit cell being formed by only two resonators, hereinafter referred to as first and second resonators, and each resonator of a cell comprising:
- eine leitfähige Mikrostreifenleitung, die bei der Arbeitsfrequenz die Rolle einer Induktanz spielen, wobei diese Leitung einen ersten geradlinigen Teil umfasst, der einen Teil des Mikrostreifens darstellt, dieser erste Teil ein mit einer elektrischen Masse verbundenes Ende hat, die beiden zum ersten und zweiten Resonator einer selben Zelle gehörenden ersten Teile nebeneinanderliegen und die Kopplung zwischen dem ersten und dem zweiten Resonator sicherstellen, die Leitung noch einen zweiten Teil umfasst und dieser zweite Teil ein Ende aufweist,- a conductive microstrip line playing the role of an inductance at the operating frequency, this line comprising a first rectilinear part constituting part of the microstrip, this first part having an end connected to an electrical ground, the two first parts belonging to the first and second resonators of the same cell being adjacent to one another and ensuring the coupling between the first and second resonators, the line also comprising a second part and this second part having an end,
- einen Abstimmkondensator mit einer Belegung, die mit dem Ende des zweiten Teils verbunden ist, und einer weiteren Belegung, die mit der elektrischen Masse verbunden ist,- a tuning capacitor with one terminal connected to the end of the second part and another terminal connected to the electrical ground,
- einen Abgriff in einem zwischen den Enden des zweiten Teils und des Abstimmkondensators befindlichen Punkt, wobei der zweite Teil jedes Mikrostreifens mit dem ersten Teil einen bestimmten Winkel bildet und die beiden zweiten Teile der Mikrostreifen der beiden Resonatoren zwischen sich einen doppelten Winkel bilden.- a tap at a point located between the ends of the second part and the tuning capacitor, the second part of each microstrip forming a certain angle with the first part and the two second parts of the microstrips of the two resonators forming a double angle between themselves.
Das erfindungsgemäße Filter kann mehrere Zellen dieser Art enthalten, wobei in diesem Fall zwei aufeinanderfolgende Zellen direkt miteinander verbunden sind und der zum zweiten Resonator einer Zelle gehörende Abgriff mit dem zum ersten Resonator der nachfolgenden Zelle gehörenden Abgriff verbunden ist.The filter according to the invention can contain several cells of this type, in which case two consecutive cells are directly connected to one another and the tap belonging to the second resonator of a cell is connected to the tap belonging to the first resonator of the subsequent cell.
Der der Kopplung der beiden Resonatoren dienende erste Teil oder Zweig einer Zelle muss eine geradlinige Form haben, aber der Rest der Mikrostreifenleitung, d. h. der zweite Zweig, kann eine beliebige Form haben, z. B. eine schräge, rechtwinklige, etc.. Die Mikrostreifenleitung kann also verschiedene Formen aufweisen, z. B. L-Form, Γ-Form, etc. ...The first part or branch of a cell serving to couple the two resonators must have a straight shape, but the rest of the microstrip line, ie the second branch, can have any shape, e.g. oblique, right-angled, etc.. The microstrip line can therefore have different shapes, e.g. L-shape, Γ-shape, etc. ...
Bezüglich der Breiten der Mikrostreifenzweige gilt, dass sie nicht unbedingt identisch sein müssen. Sie können unterschiedlich sein. Sie können sogar längs eines selben Zweiges mit oder ohne Übergang variieren.Regarding the widths of the microstrip branches, they do not necessarily have to be identical. They can be different. They can even vary along the same branch with or without transition.
Alle gegenwärtigen oder zukünftigen Techniken ermöglichen, Mikrostreifen zu realisieren, die sich für die Erfindung eignen: Verwendung eines dielektrischen Substrats, Dreiplattentechnik, Aufhängung in einem Gehäuse, Vorhandensein einer Massenebene unter einem Substrat oder Benutzung der metallischen Wände eines Gehäuses als Masse, etc. ... Die Verwendung eines Dielektrikums mit starker Permittivität ermöglicht, die Dimensionen zu reduzieren. Aber, wenn diese zu klein werden, ermöglicht die Verwendung von Luft als Dielektrikum, zu vernünftigen Dimensionen zurückzufinden.All current or future techniques make it possible to produce microstrips that are suitable for the invention: use of a dielectric substrate, three-plate technique, suspension in a housing, presence of a ground plane under a substrate or use of the metal walls of a housing as a ground, etc. ... The use of a dielectric with high permittivity makes it possible to reduce the dimensions. But, if these become too small, the use of air as a dielectric makes it possible to return to reasonable dimensions.
- Die Fig. 1, schon beschrieben, zeigt ein Filter aus dem Stand der Technik mit gekoppelten Zellen;- Fig. 1, already described, shows a prior art filter with coupled cells;
- die Fig. 2 zeigt schematisch ein erfindungsgemäßes Filter mit einer Zelle;- Figure 2 shows schematically a filter according to the invention with one cell;
- die Fig. 3 zeigt eine Ausführungsart mit ganz geradlinigen Mikrostreifen;- Fig. 3 shows an embodiment with completely straight microstrips;
- die Fig. 4 zeigt eine Ausführungsart mit Mikrostreifen mit schrägen Zweigen;- Fig. 4 shows an embodiment with microstrips with oblique branches;
- die Fig. 5 zeigt eine Ausführungsart mit Mikrostreifen mit Kopplungszweigen von variabler Breite;- Figure 5 shows a microstrip embodiment with coupling branches of variable width;
- die Fig. 6 zeigt eine Ausführungsart mit Mikrostreifen mit einem zweiten Zweig von variabler Breite;- Figure 6 shows a microstrip embodiment with a second branch of variable width;
- die Fig. 7 zeigt ein Maske zum Herstellen eines Filters mit zwei Zellen;- Fig. 7 shows a mask for producing a filter with two cells;
- die Fig. 8 ist ein elektrischer Schaltplan eines Filters mit zwei Zellen;- Fig. 8 is an electrical diagram of a filter with two cells;
- die Fig. 9 zeigt das Durchlassband des Filters der Fig. 8 in einem Bereich, der von 78 bis 118 MHz geht;- Fig. 9 shows the passband of the filter of Fig. 8 in a range from 78 to 118 MHz;
- die Fig. 10 zeigt die Dämpfung des Filters in Abhängigkeit von der Frequenz in einem Bereich, der von 1 bis 200 MHz geht;- Fig. 10 shows the attenuation of the filter as a function of the frequency in a range from 1 to 200 MHz;
- die Fig. 11 zeigt die Dämpfung gegen die hohen Frequenzen bis 2000 MHz;- Fig. 11 shows the attenuation against the high frequencies up to 2000 MHz;
- die Fig. 12 zeigt das Stehwellenverhältnis in einem Frequenzbereich, der von 1 bis 200 MHz geht.- Fig. 12 shows the standing wave ratio in a frequency range from 1 to 200 MHz.
Man sieht in Fig. 2 ein dielektrisches Substrat 20, auf dessen Unterseite sich eine Metallschicht 22 befindet, die eine Massenebene bildet. Auf der Oberseite sieht man zwei Resonatoren R1, R2, jeder gebildet durch einen Mikrostreifen MR1 bzw. MR2 und einen Kondensator C1 bzw. C2. Jeder Mikrostreifen umfasst einen geradlinigen ersten Teil (oder Zweig) L1 (bzw. L2) und einen zweiten Teil (oder Zweig) L'1 (bzw. L'2), der in der dargestellten Variante mit dem Teil L1 (bzw. L2) ein Γ bildet. Das Ende e1 (e2) des Zweigs L1 (L2) ist mit der Massenebene 22 durch eine Konaktstelle und einen leitenden Durchgang 24/1 (24/2) verbunden. Das Ende e'1 (e'2) des Zweigs L'1 (L'2) ist mit einer der Belegungen eines Kondensators C1 (C2) verbunden, wobei die andere Belegung des Kondensators durch eine Kontaktstelle und einen leitenden Durchgang 26/1 (26/2) mit der Massenebene 22 verbunden ist.In Fig. 2, one can see a dielectric substrate 20, on the underside of which there is a metal layer 22, which forms a ground plane. On the top, one can see two resonators R1, R2, each formed by a microstrip MR1 or MR2 and a capacitor C1 or C2. Each microstrip comprises a straight first part (or branch) L1 (or L2) and a second part (or branch) L'1 (or L'2), which in the variant shown forms a Γ with the part L1 (or L2). The end e1 (e2) of the branch L1 (L2) is connected to the ground plane 22 by a contact point and a conductive passage 24/1 (24/2). The end e'1 (e'2) of the branch L'1 (L'2) is connected to one of the occupancies of a capacitor C1 (C2), the other occupancies of the capacitor being connected to the ground plane 22 by a contact point and a conductive passage 26/1 (26/2).
Eventuell können eine einzige Kontaktstelle und ein einziger leitender Durchgang benutzt werden, um die Enden e1, e2 mit der Massenebene zu verbinden. Die Leitungen werden also an einem ihrer Enden kurzgeschlossen.It may be possible to use a single contact point and a single conductive via to connect the ends e1, e2 to the ground plane. The lines are thus short-circuited at one of their ends.
Der Eingang E der Zelle wird zwischen C1 und L'1 realisiert und der Ausgang S zwischen C2 und L'2. Natürlich ist die Vorrichtung symmetrisch und man kann S als Eingang und E als Ausgang benutzen.The input E of the cell is realized between C1 and L'1 and the output S between C2 and L'2. Of course, the device is symmetrical and one can use S as input and E as output.
Die Gesamtheit dieser Einrichtungen bildet eine Zelle C.The totality of these facilities forms a cell C.
Die Fig. 3, 4, 5 und 6 zeigen einige Ausführungsarten der verschiedenen Zweige der Mikrostreifen.Figures 3, 4, 5 and 6 show some implementations of the different branches of the microstrip.
Zunächst befinden sich in der Fig. 3 die Zweige L1 (L2) und L'1 (L'2) in ihrer gegenseitigen Verlängerung und der Mikrostreifen ist geradlinig. Es gibt genau genommen keinen zweiten Teil und der erste kann als der betrachtet werden, der die Gesamtheit des Streifens bildet.Firstly, in Fig. 3, the branches L1 (L2) and L'1 (L'2) are in their mutual extension and the microstrip is straight. Strictly speaking, there is no second part and the first can be considered as the one that forms the entire strip.
In der Fig. 4 sind die Zweige L'1 (L'2), die nicht der Kopplung dienen, auf den Kopplungszweigen L1 (L2) um einen bestimmten Winkel (θ) geneigt. Dabei bilden die Zweige L'1 (L'2) miteinander einen Doppelwinkel (2A). Man kann z. B. θ = 45º wählen, was dazu führt, dass die Zweige L'1 und L'2 einen rechten Winkel bilden.In Fig. 4, the branches L'1 (L'2) that are not used for coupling are inclined by a certain angle (θ) on the coupling branches L1 (L2). The branches L'1 (L'2) form a double angle (2A) with each other. For example, θ = 45º can be selected, which means that the branches L'1 and L'2 form a right angle.
Man könnte auch θ = 90º wählen, wobei in diesem Fall die Zweige L'1, L'2 sich in ihrer gegenseitigen Verlängerung befänden und mit dem Kopplungszweigen L1 bzw. L2 ein Γ bilden würden.One could also choose θ = 90º, in which case the branches L'1, L'2 would be in their mutual extension and would form a Γ with the coupling branches L1 and L2 respectively.
In der Fig. 5 nimmt die Breite des Kopplungszweigs L1 (L2) (im vorliegenden Fall der, der an Masse liegt) von einem Ende zum anderen zu, wobei auch das Gegenteil möglich ist.In Fig. 5, the width of the coupling branch L1 (L2) (in this case the one connected to ground) increases from one end to the other, although the opposite is also possible.
In der Fig. 6 ist es der Zweig L'1, dessen Breite zunimmt.In Fig. 6 it is the branch L'1 whose width increases.
Die Fig. 7 und 8 zeigen eine besondere Ausführungsart eines erfindungsgemäßen Filters in dem Fall, wo dieses Filter zwei Zellen umfasst.Figures 7 and 8 show a particular embodiment of a filter according to the invention in the case where this filter comprises two cells.
Zunächst zeigt die Fig. 7 die Maske, die benutzt wird, um auf der Oberseite des Substrats die gedruckte Schaltung herzustellen. Diese Maske ist im Massstab 3 dargestellt, was ermöglicht, die reduzierten Dimensionen des erfindungsgemäßen Filters zu würdigen. Diese Maske umfasst zwei symmetrische Teile, bezogen auf einen Punkt O. Jeder Teil umfasst einen Zugriffstreifen ME für den Eingang und MS für den Ausgang und zwei T-förmige, benachbarte Streifen, die eine Einheit M1,2 (M3,4) bilden, die den beiden Zellen entsprechen werden.First, Fig. 7 shows the mask used to make the printed circuit on the top of the substrate. This mask is shown at a scale of 3, which allows the reduced dimensions of the filter according to the invention to be appreciated. This mask comprises two symmetrical parts, relative to a point O. Each part comprises an access strip ME for the input and MS for the output and two adjacent T-shaped strips forming a unit M1,2 (M3,4) which will correspond to the two cells.
Die Fig. 8 zeigt den der Fig. 7 entsprechenden elektrischen Schaltplan, nachdem die Kondensatoren C1, C2, C3, C4 hinzugefügt worden sind. Man sieht die gekoppelten Resonatoren R1 und R2 der ersten Zelle C1-2 und die gekoppelten Resonatoren R3, R4 der zweiten Zelle C3-4. Die gekoppelten Zweige sind jeweils L1, L2 für die erste Zelle und L3, L4 für die zweite Zelle.Fig. 8 shows the electrical circuit diagram corresponding to Fig. 7 after the capacitors C1, C2, C3, C4 have been added. One can see the coupled resonators R1 and R2 of the first cell C1-2 and the coupled resonators R3, R4 of the second cell C3-4. The coupled branches are L1, L2 for the first cell and L3, L4 for the second cell, respectively.
In dem Schaltplan der Fig. 8 sieht man, dass jede Zelle direkt mit der nächsten verbunden ist. Der Verbindungsstreifen ist mit 30 bezeichnet. Es gibt also keine Kopplung mehr, wie bei der vorhergehenden Technik, sondern eine einfache Serienschaltung.In the circuit diagram in Fig. 8 you can see that each cell is directly connected to the next. The connecting strip is marked 30. There is therefore no longer any coupling, as in the previous technology, but a simple series connection.
Die beiden Zellen sind außerdem so angeordnet, dass sie möglichst weit voneinander entfernt sind, um jede gegenseitige Kopplung zu vermeiden. So ist die zweite Zelle C3-4 nicht in der Verlängerung der ersten C1-2 angeordnet, sondern symmetrisch platziert in Bezug auf das Element 30.The two cells are also arranged so that they are as far apart as possible to avoid any mutual coupling. Thus, the second cell C3-4 is not arranged in the extension of the first C1-2, but is placed symmetrically with respect to the element 30.
Wenn das Filter mehr als zwei Zellen umfasst, ändert sich daran nichts, denn die Zellen werden so angeordnet, dass sie abwechselnd in die eine und die andere Richtung weisen, sodass sie eine Zickzack-Zellenkaskade bilden.If the filter contains more than two cells, this does not change, because the cells are arranged so that they point alternately in one direction and then the other, forming a zigzag cell cascade.
Die Fig. 9 bis 12 ermöglichen, die Leistungen des Filters der Fig. 7 und 8 zu zeigen.Figures 9 to 12 show the performance of the filter of Figures 7 and 8.
Die Fig. 9 zeigt zunächst die Dämpfung des Filters in dem von 78 bis 118 MHz reichenden Band. Man sieht, dass die Dämpfung in der Mitte des Durchlassbandes sehr klein ist (ungefähr 2 dE).Fig. 9 first shows the attenuation of the filter in the band from 78 to 118 MHz. It can be seen that the attenuation in the middle of the passband is very small (approximately 2 dB).
Die Fig. 10 zeigt dieselbe Dämpfung, aber über einen breiteren Frequenzbereich, der von 1 MHz bis 200 MHz geht.Fig. 10 shows the same attenuation but over a wider frequency range, ranging from 1 MHz to 200 MHz.
Die Fig. 11 zeigt die Dämpfung gegen die hohen Frequenzen, bis 2000 MHz. Man sieht ein parasitäres Peak auftreten, aber mit einer beträchtlichen Dämpfung in der Größenordnung von 70 dB. Dieses Peak ist in der Praxis ohne Bedeutung.Fig. 11 shows the attenuation towards the high frequencies, up to 2000 MHz. A parasitic peak can be seen to appear, but with a considerable attenuation of the order of 70 dB. This peak is of no practical importance.
Schließlich zeigt die Fig. 12 das Stehwellenverhältnis (TOS) als Funktion der Frequenz. In dem Durchlaßband fällt dieses Verhältnis auf ungefähr -22 dB.Finally, Fig. 12 shows the standing wave ratio (TOS) as a function of frequency. In the passband, this ratio drops to approximately -22 dB.
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