Dämpfungs- und Laufzeitentzerrer für ein Hohlleiterfilter

Abstract

 Eine Anordnung zum Entzerren der Dämpfung und der Laufzeit eines in Hohlleitertechnik ausgeführten Mikrowellenfilters, wobei an den Filterhohlleiter (1) über eine Koppelöffnung (7) ein mindestens zeikreisiger Hohlraumresonator (3) an­gekoppelt ist, ist so ausgebildet, daß der mehrkreisige Hohlraumresonator (3) mit leistungsabsorbierenden Abstimm­elementen (10) versehen ist, mittels derer alle Resonator­kreise auf nahezu die gleiche Güte abgestimmt sind, daß mindestens eine der die Hohlleiterabschnitte (5, 6) des Hohlraumresonators (3) miteinander koppelnden Koppelöffnun­gen (7, 8) einen gestuften Querschnitt hat, daß seitlich in die Koppelöffnung (8) im Bereich (12) des größeren Querschnitts mindestens zwei bezüglich der Hohlleiterlängs­achse symmetrisch angeordnete Schrauben (13, 14) hinein­ragen, welche in Abhängigkeit von ihrer Eindringtiefe das Laufzeitverhalten des Entzerrers beeinflussen.

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung zum Ent­zerren der Dämpfung und der Laufzeit eines in Hohlleiter­technik ausgeführten Mikrowellenfilters, wobei an den Fil­terhohlleiter über eine Koppelöffnung ein mindestens zwei­kreisiger Hohlraumresonator angekoppelt ist, dessen einzel­ne Hohlleiterabschnitte ebenfalls über Koppelöffnungen mit­einander gekoppelt sind, und die Koppelöffnungen so dimen­sioniert sind, daß der Hohlraumresonator bezüglich des Laufzeitverhaltens kritisch gekoppelt ist.

[0002] Ein derartiger Entzerrer ist aus "Journal of the Franklin Institute", Vol. 292, Nr. 3, September 1971, S. 179 bis 192 bekannt. In dieser Literaturstelle ist dargelegt, wie der Verlauf der Dämpfung des Entzerrers von den Güten der ein­zelnen Resonatorkreise abhängt. Es sind dort aber keine Mittel angegeben, mit denen Dämpfung und Laufzeit des Ent­zerrers unabhängig voneinander eingestellt werden können.

[0003] Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Entzer­reranordnung der eingangs genannten Art anzugeben, deren Dämpfung und Laufzeit unabhängig voneinander einstellbar sind.

[0004] Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im Patentan­spruch 1 angegebenen kennzeichnenden Merkmale gelöst.

[0005] Zweckmäßige Ausbildungen der Erfindung gehen aus den Un­teransprüchen hervor.

[0006] Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungs­beispiels wird nachfolgend die Erfindung näher erläutert.

Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch einen Entzerrer,

Fig. 2 zeigt Laufzeitverläufe und

Fig. 3 Dämpfungsverläufe eines Filters mit und ohne Ent­zerrer.

[0007] In der Fig. 1 ist ein Schnitt durch die Breitseiten eines zu einem Mikrowellenfilter gehörenden Rechteckhohlleiters 1 dargestellt, an dessen eine Breitseite 2 ein als Entzerrer dienender zweikreisiger Hohlraumresonator 3 angekoppelt ist.

[0008] Dieser zweikreisige Hohlraumresonator 3 hat die Aufgabe, Laufzeit und Amplitude des den Filterhohlleiter 1 durchlau­fenden Feldes zu beeinflussen. Und zwar sollen das in Fig. 2 dargestellte Laufzeitverhalten β und das in Fig. 3 darge­stellte Dämpfungsverhalten α des Filters, deren Verläufe α ohne Entzerrer nur in einen sehr schmalen Frequenzbereich eben sind, durch den Entzerrer so geändert werden, daß sie über einen breiteren Frequenzbereich ein möglichst weitge­hend frequenzunabhängiges Verhalten (s. Kurven b) zeigen. Dieses Ziel erreicht man mit einem Entzerrer, dessen Lauf­zeitverlauf (s. Kurve c in Fig. 2) und dessen Dämpfungsver­lauf (s. Kurve c in Fig. 3) im Bereich um die Mittenfrequenz f_o des Entzerrers keine Einbrüche aufweisen. Ein solches ideales Laufzeitverhalten des Entzerrers stellt sich ein, wenn der Hohlraumresonator 3 bezgl. der Laufzeit kritisch gekoppelt ist.

[0009] Im vorliegenden Ausführungsbeispiel besteht der Entzerrer aus zwei in axialer Richtung hintereinander angeordneten und durch eine Zwischenwand 4 voneinander getrennten etwa n · λ/2 langen Rundhohlleiterabschnitten 5 und 6. Der erste der beiden Rundhohlleiterabschnitte 5 ist über eine in die Hohlleiterbreitseite 2 eingelassene Koppelöffnung 7 an den Filterhohlleiter 1 angekoppelt. Die Koppelöffnung 7 befindet sich an einer Stelle des Filterhohlleiters 1, wo zwei senkrecht zueinander ausgerichtete Komponenten des Magnetfeldes (H_x, H_y) gleich groß sind, so daß in den ersten Rundhohlleiterabschnitt 5 ein zirkular polarisier­tes Feld einkoppelt. Beide Rundhohlleiterabschnitte 5 und 6 sind über eine zweite in der Zwischenwand 4 vorhandene Koppelöffnung 8 miteinander gekoppelt. Beide Koppelöffnun­gen 7, 8 können z.B. rechteckig, rund oder als Kreuzschlit­ze ausgebildet sein, sie müssen nur so dimensioniert sein, daß der gesamte Hohlraumresonator 3, wie bereits gesagt, bezgl. des Laufzeitverhaltens kritisch gekoppelt ist.

[0010] Die Koppelöffnung 7 in der Wand 2 des Filterhohlleiters 1 ist größer als die Koppelöffnung 8 in der Zwischenwand 4, weil der Koppelgrad zwischen dem Filterhohlleiter 1 und dem ersten Rundhohlleiterabschnitt 5 größer sein soll als der Koppelgrad zwischen dem ersten und dem zweiten Rund­hohlleiterabschnitt. Der Koppelgrad der größeren Koppel­öffnung 7 liegt z.B. im Bereich von 0,2 - 0,3 und der Kop­pelgrad der kleineren Koppelöffnung 8 z.B. im Bereich von 0,014 - 0,025.

[0011] Voraussetzung dafür, daß der Dämpfungsverlauf des Hohl­raumresonators 3 ebenso wie sein Laufzeitverlauf keine Einbrüche in der Umgebung der Resonanzfrequenz f_o auf­weist, ist, daß die Güten der beiden Resonatorkreise nahezu gleich groß sind. Der durch den ersten Rundhohl­leiterabschnitt 5 gebildete Resonatorkreis besitzt aber eine kleinere Güte als der durch den zweiten Rundhohl­leiterabschnitt 6 gebildete Resonatorkreis. Das liegt daran, daß der erste Resonatorkreis in den ihn begren­zenden Wandungen größere Öffnungen aufweist, nämlich die große Koppelöffnung 7 und die kleine Koppelöffnung 8, als der zweite Resonatorkreis, welcher in seiner Wandung nur von der kleinen Koppelöffnung 8 durchbrochen ist. Um nun die Güte des zweiten Resonatorkreises auf die Güte des ersten Resonatorkreises abstimmen zu können, ist in die Kurzschlußwand 9 des zweiten Rundhohlleiterab­ schnitts 6 eine Abstimmschraube 10 eingesetzt, welche aus einem leistungsabsorbierenden Material, z.B. mit ma­gnetischem Pulver gefüllte Epoxyd, besteht. Diese lei­stungsabsorbierende Abstimmschraube 10 beeinflußt nur die Dämpfung α und damit die Güte (Q∼

) des zweiten Resona­torkreises, aber nicht dessen Laufzeitverhalten und ver­ändert auch nicht dessen Resonanzfrequenz.

[0012] Bei dem vorliegenden Entzerrer ist neben der Abstimmung für die Dämpfung auch eine Abstimmung für die Laufzeit vorgesehen, welche so konzipiert ist, daß sie keinen Ein­fluß auf die Dämpfung hat. Die Laufzeitabstimmung ist fol­gendermaßen realisiert:
Die Koppelöffnung 8 in der Trennwand 4 zwischen den beiden Rundhohlleiterabschnitten 5 und 6 weist einen Querschnitts­sprung auf. Es ist dabei zweckmäßig, den Bereich der Koppel­öffnung mit dem kleineren Querschnitt demjenigen Resonator­kreis zuzuwenden, der von beiden miteinander gekoppelten die kleinere Güte besitzt, um diese Güte nicht durch eine Vergrößerung der Koppelöffnung noch weiter zu verringern. Aus diesem Grund ist beim hier beschriebenen Aufführungs­beispiel der Bereich 11 der Koppelöffnung 8 mit dem klei­neren Querschnitt dem Rundhohlleiter 5 mit der kleineren Güte zugewandt. Im Bereich 12 der Koppelöffnung 8 mit dem größeren Durchmesser ragen durch die Wandung des zweiten Rundhohlleiterabschnitts 6 senkrecht zu dessen Längsachse mindestens zwei symmetrisch zu der Achse ausgerichtete Schrauben 13, 14. Von der Eindringtiefe dieser Schrauben 13, 14 in das Innere des Rundhohlleiterabschnitts 6 hängt das Laufzeitverhalten des Entzerrers ab. Je tiefer die Schrauben 13, 14 in den Rundhohlleiter 6 hineingedreht werden, desto breiter wird der Laufzeitverlauf (s. Kur­ve c in Fig. 2) um die Resonanzfrequenz f_o.

[0013] Bei einem Entzerrer für ein Bandpaßfilter mit z.B. 55 MHz Bandbreite beträgt der Koppelgrad der Koppelöffnung 8 ca. 0,014, wenn sie einen kleinen Durchmesser von 4,8 mm und einen großen Durchmesser von 12 mm hat, und der Koppelgrad der Koppelöffnung 7 ca. 0,2, wenn sie einen Querschnitt von 8 mm hat. Für ein Bandpaßfilter mit z.B. 110 MHz Bandbreite beträgt der Koppelgrad der Koppelöffnung 8 ca. 0,025 bei einem kleinen Durchmesser von 5,8 mm und einem großen Durchmesser von 12 mm, und der Koppelgrad der Koppelöff­nung 6 beträgt ca. 0,3 bei einem Querschnitt von 8,5 mm.

[0014] [(Angaben über Abmessungen der Koppelschlitze sind fre­quenzabhängig und gelten nur für ein bestimmtes Verhält­nis von α/λ_gr bzw. d/λ_gc
α

Breite des Rechteckhohlleiters
λ_gr

Wellenlänge im Rechteckhohlleiter
d

Durchmesser im Rundhohlleiter
λ_gc

Wellenlänge im Rundhohlleiter.)]

Ansprüche

1. Anordnung zum Entzerren der Dämpfung und der Laufzeit eines in Hohlleitertechnik ausgeführten Mikrowellen­filters, wobei an den Filterhohlleiter über eine Kop­pelöffnung ein mindestens zweikreisiger Hohlraumreso­nator angekoppelt ist, dessen einzelne Hohlleiterab­schnitte ebenfalls über Koppelöffnungen miteinander gekoppelt sind, und die Koppelöffnungen so dimensio­niert sind, daß der Hohlraumresonator bezüglich des Laufzeitverhaltens kritisch gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der mehrkreisige Hohlraumresona­tor (3) mit leistungsabsorbierenden Abstimmelementen (10) versehen ist, mittels derer alle Resonatorkreise auf nahezu die gleiche Güte abgestimmt sind, daß min­destens eine der die Hohlleiterabschnitte (5, 6) mit­einander koppelnden Koppelöffnungen (7, 8) einen ge­stuften Querschnitt hat, daß seitlich in die Koppel­öffnung (8) im Bereich (12) des größeren Querschnitts mindestens zwei bezüglich der Hohlleiterlängsachse symmetrisch angeordnete Schrauben (13, 14) hineinra­gen, welche in Abhängigkeit von ihrer Eindringtiefe das Laufzeitverhalten des Entzerrers beeinflussen.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den dem Filterhohlleiter (1) am entferntest liegen­den Hohlleiterabschnitt (6) des Entzerrers und zwar durch eine diesen abschließende Kurzschlußwand (9) eine Abstimmschraube (10) hineinragt, welche aus einem mit magnetischem Pulver gefüllten Epoxyd besteht.

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem zweikreisigen Hohlraumresonator (3) die Kop­pelöffnung (7) zwischen dem Filterhohlleiter (1) und dem ersten Hohlleiterabschnitt (5) so dimensioniert ist, daß dort der Kopplungsgrad im Bereich von 0,2 - 0,3 liegt, und daß die Koppelöffnung (8) zwischen dem ersten Hohlleiterabschnitt (5) und dem zweiten Hohllei­terabschnitt (6) so dimensioniert ist, daß dort der Kopplungsgrad im Bereich von 0,014 - 0,025 liegt.

4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer zwischen zwei Hohlleiterabschnitten (5, 6) vorhandenen Koppelöffnung (8) mit gestuftem Querschnitt der Bereich (11) der Koppelöffnung mit dem kleineren Querschnitt demjenigen Hohlleiterabschnitt (5) zuge­wandt ist, der von beiden die geringere Güte besitzt.

Zeichnung