Streifenleitungsfilter

Abstract

 Um mit einem Streifenleitungsfilter auf einem Substrat mit den Streifenleitungsstrukturen möglichst wenig Raum zu beanspruchen und gesonderte Abstimmbauelemente überflüssig zu machen, sind abgestimmte Streifenleitungen als λ/4-Resonatoren (1 bis 4) ausgebildet, wenigstens ein Streifenleitungsrichtkoppler (K12, K23, K34) ist Kopplung zwischen den λ/4-Resonatoren vorgesehen und wenigstens Teile sowohl der λ/4-Resonatoren als auch des Streifenleitungsrichtkopplers sind gefaltet.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Streifenleitungsfilter nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

[0002] Ein solches Streifenleitungsfilter ist bekannt aus der US-Patentschrift 3 659 205, wo es zwischen dem Eingang und der Mischdiode eines UHF-Tuners liegt. Unpraktisch ist bei diesem bekannten Streifenleitungsfilter, daß zur Abstimmung der beiden abgestimmten Streifenleitungen gesonderte Trimmkondensatoren vorgesehen sind. Wollte man außerdem mit der bekannten Filteranordnung höhere Anforderungen erfüllen und auch zu niedrigeren Arbeitsfrequenzen übergehen, so würden sich unzuträglich große Abmessungen ergeben, wenn man die Verwendung zusätzlicher Trimm-Bauelemente vermeiden will.

[0003] Im Zusammenhang mit Tiefpaßfiltern ist es zur Reduzierung der Abmessungen bereits bekannt, in einem Streifenleitungsfilter enthaltene Leitungen mit der Wirkung von Induktivitäten zu falten, wobei die Abstände zwischen den Falten entweder so gewählt werden, daß die Falten ohne elektrischen Einfluß bleiben (GB-PS 579 414) oder daß die absichtlich gering gewählten Abstände bestimmte elektrische Wirkungen haben (DE-AS 19 26 501).

[0004] Die Faltung von als Induktivität wirkenden Streifenleitern genügt aber nicht, um die Aufgabe der vorliegenden Erfindung zu lösen, zumal allein als Induktivitäten wirkende Streifenleiter in Streifenleitungsfiltern mit abgestimmten Streifenleitungen meist gar nicht vorkommen.

[0005] Aufgabe der Erfindung ist es, die Abemssungen eines Streifenleitungsfilters nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 möglichst gering zu halten.

[0006] Diese Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des Patentanspruches 1. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben, woraus sich unter anderem auch noch der Vorteil ergibt, daß keine gesonderten Trimm-Bauelemente benötigt werden.

[0007] Der Erfindung liegen folgende Gedanken zugrunde:

Bei den gebräuchlichen Streifenleitungsfiltern mit abgestimmten Streifenleitern als Resonatoren ist die Kopplung der Resonatoren über die gesamte Resonatorlänge verteilt mit dem Nachteil, daß die Abstände zwischen diesen Resonatoren relativ groß sein müssen (in der Regel größer als die Leiterbreite bei relativen Bandbreiten von weniger als 30 Bei großen Abständen sind die Streufelder, welche auf die Kopplung einwirken, entsprechend groß, so daß nicht angekoppelte Leitungsstücke weit entfernt angeordnet werden müssen.

[0008] Demgegenüber ist bei dem Streifenleitungsfilter nach der Erfindung die Kopplung auf einen kleinen Teil der Resonatoren beschränkt, was zu kleinen Abständen im Kopplungsbereich führt mit geringen Streufeldern in der Nachbarschaft dieser Koppelzonen und damit besserer Platzausnutzung der Flächen neben den Koppelzonen (nicht angekoppelte Leitungen können näher an die Koppelzonen herangerückt werden). Außerdem wird es möglich, die Koppelstrukturen zu falten, da sich Koppelzonen ungefähr gleicher elektrischer Längen einander gegenüber liegen (bei großen Spaltbreiten würde die Differenz der elektrischen Längen zu groß).

[0009] Anhand der Zeichnungen werden drei Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert.

Die Figuren 1 und 3 zeigen die Leitungs- und Richtkopplerstrukturen je eines Filters als Dünnfilmschaltung auf einem 2" x 2" Keramiksubstrat,

die Figur 5 eine ähnliche Anordnung auf einem 2,5" x 2,5" Bariumtetratitanatsubstrat und die Figuren 2, 4 und 6 die zugehörigen Schaltbilder.

[0010] Das Streifenleitungsfilter nach den Fig. 1 und 2 für 222 MHz ist ein vierkreisiges Filter, dessen Resonatoren 1 bis 4 durch 7l/4 lange Streifenleitungen gebildet werden, die wie auch bei den anderen Figuren von Massepotentialstreifen M ausgehen und als offene abgestimmte Leitungen mit der Länge einer viertel Wellenlänge bei einer Polfrequenz des Streifenleitungsfilters ausgebildet sind. Die Kopplung zwischen den Resonatoren 1 und 2 bzw. 3 und 4 wird dadurch erreicht, daß ein Teil der Resonatoren 1 und 2 bzw. 3 und 4 als Streifenleitungsrichtkoppler K12 bzw. K34 ausgelegt sind mit einem Wellenwiderstand Z. Die Kopplung zwischen den Resonatoren 2 und 3 übernimmt ein Streifenleitungsrichtkoppler K23 ebenfalls mit dem Wellenwiderstand Z. Die Resonatoren- und Streifenleitungsrichtkopplerstrukturen des gezeigten Streifenleitungsfilters sind mehrfach gefaltet. Das Streifenleitungsfilter benötigt keinen Abgleich, da die mechanischen Toleranzen der Dünnfilmschaltung so klein sind, daß deren Einfluß auf die elektrischen Eigenschaften unbedeutend bleibt. Wie bei den anderen Figuren ist die Eingangsklemme E bzw. die Auscangsklemme A an einen Punkt zwischen den beiden Enden des ersten bzw. letzten Resonators angeschlossen. Die relative Bandbreite beträqt 27 % und die größte Teillänge (= Kopplerlänge) ist kleiner als 7L/8. Die größte Kopplerbreite (= zwei Leiterbreiten plus Spaltbreite) ist kleiner als das Zweieinhalbfache der Leiterbreite eines Resonators. Das Streifenleitungsfilter nach den Fig. 3 und 4 ist als ebenfalls vierkreisigers Filter mit den Viertelwellenlängen- ( λ/4-)Resonatoren 11 bis 4' ausgebildet und für 410 MHz geeignet. Die Kopplung zwischen den Resonatoren 2' und 3' wird dadurch erreicht, daß ein Teil der Resonatoren 2' und 3' als Streifenleitungsrichtkoppler K23' ausgelegt ist. Die Kopplung zwischen den Resonatoren 1' und 2' bzw. 3' und 4' übernehmen Streifenleitungsrichtkoppler K12' und K34' jeweils wieder mit dem Wellenwiderstand Z. Durch eine Umwegleitung UL und Streifenleitungsrichtkoppler K1 und K4 werden Dämpfungspole im Abstand von + 70 MHz von der Mittenfrequenz erzeugt. Die relative Bandbreite beträgt 15%. Die größte Kopplerlänge ist kleiner als λ/14. Die größte Kopplerbreite ist kleiner als das 2,6fache der Leiterbreite eines Resonators.

[0011] Das Streifenleitungsfilter nach den Fig. 5 und 6 für 70 MHz ist ein sechskreisiges Streifenleitungsfilter auf einem Bariumtetratitanatsubstrat 2,5" x 2,5". Die Resonatoren 1*, ..., 6^* werden durch λ/4 lange Streifenleitungen gebildet. Die Kopplungen zwischen den Resonatoren werden dadurch gebildet, daß je ein Teil der Resonatoren als Streifenleitungsrichtkoppler K12^*, K23^*, K34^*, K45^*, K56^* ausgelegt ist. Die relative Bandbreite beträgt 11 %, die größte Kopplerlänge ist kleiner als λ/22 und die größte Kopplerbreite kleiner als die zweifache Breite des Leiters eines Resonators.

Ansprüche

1. Streifenleitungsfilter mit wenigstens zwei abgestimmten Streifenleitungen, bei dem im Signalweg vom Eingang zum Ausgang die Koppelstrecke eines Streifenleitungsrichtkopplers liegt, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einer der beiden Leiter des Streifenleitungsrichtkopplers (K12, K34; K23'; K12^*, K23^*, K34^*, K45^*, K56^*) zugleich Teil einer abgestimmten Streifenleitung (1, 2, 3, 4; 2', 3'; 1*, 2*, 3*, 4*, 5*, 6^*) ist, die als Viertelwellenlängen-Resonator ausgebildet ist, wobei die auch dem Streifenleitungsrichtkoppler zuzurechnende, mit dem anderen Leiter des Streifenleitungsrichtkopplers gekoppelte Teillänge des Leiters der abgestimmten Streifenleitung wesentlich kürzer ist als deren Gesamtlänge.

2. Streifenleitungsfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Teillänge elektrisch kürzer ist als die Hälfte der Gesamtlänge.

3. Streifenleitungsfilter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Teillänge elektrisch kürzer ist als das Produkt aus der relativen Bandbreite des Streifenleitungsfilters und der doppelten elektrischen Gesamtlänge des Viertelwellenlängen-Resonators.

4. Streifenleitungsfilter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite des Streifenleitungsrichtkopplers kleiner ist als das 2,6- fache der Breite des Viertelwellenlängen-Resonators.

5. Streifenleitungsfilter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der gegenseitige Abstand der beiden Leiter des Streifenleitungsrichtkopplers wesentlich kleiner als die Leiterbreite ist.

6. Streifenleitungsrichtkoppler nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand kleiner als die halbe Leiterbreite ist.

7. Streifenleitungsfilter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Teil des Leiters gefaltet ist.

8. Streifenleitungsfilter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Teil des Streifenleitungsrichtkopplers gefaltet ist.

9. Streifenleitungsfilter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Streifenleitungsrichtkoppler (K12, K23, K34; K12', K34', K23'; K12*, K23*, K34*, K45*, K56⁰) zur Kopplung zwischen zwei Viertelwellenlängen-Resonatoren vorgesehen ist.

10. Streifenleitungsfilter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Streifenleitungsrichtkoppler (K1, K4) zur Kopplung mit einer gefalteten Umwegleitung (UL) vorgesehen ist.

11. Streifenleitungsfilter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es als Dünnfilmschaltung auf einem Substrat ausgebildet ist.

Zeichnung