Mikrowellenfilter

Abstract

 Bei einem Mikrowellenfilter, bestehend aus mindestens zwei Hohlraumresonatoren (HR1, HR2), in denen jeweils mindestens ein TE- oder TM-Wellenmode existiert, findet eine Kopplung zwischen einem TE-Wellenmode in dem einen der beiden benach­barten Hohlraumresonatoren (HR1, HR2) und einem TM-Wellen­mode in dem anderen Hohlraumresonator statt (Fig. 1).

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Mikrowellenfilter, bestehend aus mindestens zwei Hohlraumresonatoren, in de­nen jeweils mindestens ein TE- oder TM-Wellenmode existiert, wobei über eine zwischen zwei benachbarten Hohlraumresona­toren vorhandene Koppelblende eine Kopplung zwischen den Wellenmoden beider Hohlraumresonatoren erfolgt.

[0002] Ein derartiges Mikrowellenfilter ist z.B. aus der DE-PS 21 22 337 oder der IEEE TRANSACTIONS ON MICROWAVE THEORY AND TECHNIQUES, VOL. MIT-32, No. 11, Nov. 1984, S. 1449-1454 bekannt. Die Resonanzkreise der hier zugrun­de liegenden Mikrowellenfilter sind durch TE- und/oder TM-Wellenmoden realisiert, die in den einzelnen Hohlraum­resonatoren in Resonanz schwingen. Die Charakteristik ei­nes solchen Mikrowellenfilters hängt davon ab, welche or­thogonal zueinander polarisierten Wellenmoden in den ein­zelnen Hohlraumresonatoren existieren und welche dieser Wellenmoden miteinander gekoppelt sind. Dabei kommen Kopp­lungen zwischen den in jedem einzelnen Hohlraumresonatoren existierenden Wellenmoden und Kopplungen zwischen Wellen­moden in verschiedenen Hohlraumresonatoren in Frage. Hohl­raumresonator übergreifende Wellenmode-Kopplungen erfol­gen über Koppelblenden mit darin vorhandenen Koppelöffnun­gen.

[0003] Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, ein Mikrowellenfil­ter der eingangs genannten Art anzugeben, das gegenüber dem Stand der Technik weitere Möglichkeiten bietet zur Reali­sierung von Filtercharakteristika.

[0004] Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

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

[0006] Bei den aus der DE-PS 21 22 337 bzw. aus der IEEE TRANSAC­TIONS ON MICROWAVE THEORY AND TECHNIQUES hervorgehenden Mi­krowellenfiltern finden Hohlraumresonator übergreifende Kopplungen nur zwischen gleichpolarisierten TE-Wellenmoden bzw. zwischen gleichpolarisierten TM-Wellenmoden statt. Eine Vielzahl weiterer Filtercharakteristika läßt sich realisie­ren, wenn wie beim Anmeldungsgegenstand auch TM-Wellenmoden in einem Hohlraumresonator mit TE-Wellenmoden eines anderen Hohlraumresonators gekoppelt werden.

[0007] An Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbei­spiels soll nun die Erfindung näher erläutert werden.

Fig 1. zeigt ein Mikrowellenfilter mit zwei Hohlraumresona­toren und

Fig. 2a, 2b zeigen einen TMO1p- und einen TE11n-Wellenmode.

[0008] Das in Fig. 1 dargestellte Mikrowellenfilter besteht aus zwei zylindrischen Hohlraumresonatoren HR1 und HR2, von de­nen der erste Hohlraumresonator HR1 einen Eingang E zum Ein­koppeln eines Mikrowellensignals und der zweite Hohlraumre­sonator HR2 einen Ausgang A zum Auskoppeln eines Signals be­sitzt. Auf die verschiedensten bekannten Möglichkeiten, Mi­krowellensignale ein- und auszukoppeln, soll hier nicht nä­her eingegangen werden.

[0009] Das dargestellte Mikrowellenfilter besitzt insgesamt fünf Resonanzkreise R1 ... R5, von denen die Resonanzkreise R1 und R2 im ersten Hohlraumresonator HR1 und die Resonanz­kreise R3 und R4 im zweiten Hohlraumresonator HR2 durch TE11n-Wellenmoden (n=1, 2, 3 ...) realisiert sind, welche die durch die Pfeile in Fig. 1 angedeutete Polarisations­richtungen haben. Der Verlaufsrichtung der E-Feldlinien des in Fig. 2b dargestellten TE11n-Wellenmodes entspricht seiner Polarisationsrichtung. Der fünfte Resonanzkreis R5 des filters ist durch einen TMO1p-Wellenmodus
(p = 0, 1, 2 ...) realisiert, der orthogonal zu den TE11n-­Wellenmoden polarisiert ist. Den TMO1p-Wellenmode zeigt die Fig. 2a. Seine E-Feldlinien verlaufen in Wellenausbreitungs­richtung, der Polarisationsrichtung (s. Pfeil R5) dieses TMO1p-Wellenmodes.

[0010] Die in jedem einzelnen Hohlraumresonator vorhandenen or­thogonal zueinander polarisierten Wellenmoden können durch Diskontinuitätskoppelglieder, z.B. Abstimmschrauben, wel­che in bekannter Weise indie Hohlraumwand eingelassen sind, gekoppelt werden.

[0011] Kopplungen der Wellenmoden des einen Hohlraumresonators HR1 mit Wellenmoden des anderen Hohlraumresonators HR2 finden über eine zwischen den beiden benachbarten Hohlraumresona­toren angeordnete Koppelblende KB statt. In der Koppelblende KB ist außermittig eine schlitzförmige Koppelöffnung K1 an­geordnet. Und zwar liegt diese Koppelöffnung an einer Stelle, wo die magnetischen Feldlinien bzw. Komponenten des TE11n- Wellenmodes des Resonanzkreises R1 im ersten Hohlraumreso­nator HR1 und die magnetischen Feldlinien des TMO1p-Wellen­modes des Resonanzkreises R5 im zweiten Hohlraumresonator HR2 parallel zueinander verlaufen. Somit erfolgt über die Koppelöffnung K1 eine Kopplung dieser beiden Wellenmoden. Durch die so angeordnete Koppelöffnung K1 wird außerdem der TE11n-Wellenmode des Resonanzkreises R1 des ersten Hohlraumresonators HR1 noch mit dem gleichpolarisierten TE11n-Wellenmode des Resonanzkreises R4 im zweiten Hohlraum­resonator HR2 gekoppelt.

[0012] Desgleichen kann über eine weitere außermittig der Koppel­blende KB angeordnete Koppelöffnung K2, die gegenüber der Koppelblende K1 um 90° verschoben ist, eine Kopplung zwi­schen dem TE11n-Wellenmode des Resonanzkreises R2 im ersten Hohlraumresonator HR1 und dem TMO1p-Wellenmode des Resonanz­kreises R5 und auch dem TE11n-Wellenmode des Resonanzkrei­ses R3 im zweiten Hohlraumresonator HR2 bewirkt werden. Wie die vorangehenden Ausführungen zeigen, erreicht man also mit einer sehr einfachen Koppelöffnungsstruktur eine große Viel­zahl von Kopplungen zwischen verschieden gearteten bzw. un­terschiedlich polarisierten Wellenmoden benachbarter Hohl­raumresonatoren.

[0013] Von der Wahl der Dimensionierung und der Lage der Koppelöff­nung hängt es ab, bei welcher Frequenz eine Wellenmoden-Kopp­lung stattfindet und wie groß der Kopplungsgrad ist.

[0014] Beim vorangehend beschriebenen Ausführungsbeipiel bestand das Mikrowellenfilter aus nur zwei Hohlraumresonatoren. Na­türlich können auch Filter aus mehr als nur zwei Hohlraumre­sonatoren aufgebaut werden, wobei in jedem einzelnen Hohl­raumresonator ein (single-mode) zwei (dual-mode) oder drei Wellenmoden (triple-mode) existieren, die je nach gewünsch­ter Filtercharakteristik miteinander zu koppeln sind.

Ansprüche

1. Mikrowellenfilter, bestehend aus mindestens zwei Hohlraum­resonatoren, in denen jeweils mindestens ein TE- oder TM-­Wellenmode existiert, wobei über eine zwischen zwei be­nachbarten Hohlraumresonatoren vorhandene Koppelblende eine Kopplung zwischen den Wellenmoden beider Hohlraum­resonatoren erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kopplung zwischen einem TE-Wellenmode in dem einen der beiden benachbarten Hohlraumresonatoren (HR1, HR2) und einem TM-Wellenmode in dem anderen Hohlraumresonator stattfindet.

2. Mikrowellenfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­net, daß in der Koppelblende (KB) mindestens eine Kop­pelöffnung (K1, K2) dort angeordnet ist, wo die magne­tischen Feldlinien des TE- und des TM-Wellenmodes in der Blendenebene in etwa parallel zueinander verlaufen.

3. Mikrowellenfilter nach einem der vorhergehenden Ansprü­che, dadurch gekennzeichnet, daß über die Koppelöffnung (K1, K2) in der Koppelblende (KB) ebenfalls eine Kopp­lung zwischen dem TE-Wellenmode in dem einen Hohlraum­resonator (HR1) und einem diesem gleichpolarisierten in dem anderen Hohlraumresonator (HR2) neben dem TM-Wellen­mode existierenden TE-Wellenmode stattfindet.

4. Mikrowellenfilter nach einem der vorhergehenden Ansprü­che, dadurch gekennzeichnet, daß in dem einen der bei­den Hohlraumresonatoren (HR1, HR2) zwei orthogonal zu­einander polarisierte TE-Wellenmoden und in dem anderen Hohlraumresonator ebenfalls zwei orthogonal zueinander polarisierte TE-Wellenmoden und ein zu diesen beiden orthogonal polarisierter TM-Wellentyp existieren, daß über eine erste Koppelöffnung (K1) in der Koppelblende (KB) der erste TE-Wellenmode des einen Hohlraumresona­ tors (HR1) mit dem ihm gleichpolarisierten TE-Wellenmode und dem TM-Wellenmode des anderen Hohlraumresonators (HR2) gekoppelt ist und daß über eine zweite Koppelöffnung (K2) der zweite TE-Wellenmode des einen Hohlraumresonators (HR1) mit dem diesem gleichpolarisierten TE-Wellenmode und dem TM-Wellenmode des anderen Hohlraumresonators (HR2) gekop­pelt ist.

Zeichnung