Mikrowellenfilter mit vielfach gekoppelten Hohlraumresonatoren

Abstract

 Bei einem Mikrowellenfilter, das mehrere Hohlraumresona­toren (H1 ... H6) besitzt, die über Koppelöffnungen in ihren parallel zur Wellenausbreitungsrichtung verlaufen­den Seitenwandungen miteinander gekoppelt sind, daß alle das Filter bildenden Hohlraumresonatoren nach Art einer dichtesten Zylinderpackung angeordnet sind, so daß jeder einzelne Hohlraumresonator mit einer größtmöglichen Zahl der vorhandenen Hohlraumresonatoren in Berührung steht und jeder Hohlraumresonator mit jedem seiner benachbar­ten Hohlraumresonatoren in den Seitenwandungs-Berührungs­zonen gekoppelt werden kann (Fig. 1).

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Mikrowellenfilter, das mehrere Hohlraumresonatoren besitzt, die über Koppel­öffnungen in ihren parallel zur Wellenausbreitungsrich­tung verlaufenden Seitenwandungen miteinander gekoppelt sind.

[0002] Ein derartiges Mikrowellenfilter ist aus der DE-OS 26 43 094 bekannt. Bei diesem Mikrowellenfilter sind alle miteinander gekoppelten zylindrischen Hohlraumresonatoren im TE 011 Wel­lenmode betrieben, um eine möglichst hohe Filtergüte zu er­reichen. Die Hohlraumresonatoren des bekannten Mikrowellen­filters sind in einer recht komplizierten Konstellation zu­sammengefügt, damit zur Erzielung einer elliptischen Filter­charakteristik neben den Kopplungen der in Energieflußrich­tung aneinandergereihten Hohlraumresonatoren zusätzlich noch positive oder negative Überkopplungen zwischen anderen Hohl­raumresonatoren realisiert werden können.

[0003] Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Mikrowel­lenfilter der eingangs genannten Art anzugeben, das aus ei­ner einfachen, platzsparenden Hohlraumresonator-Konstruk­tion besteht, die eine möglichst große Vielzahl von Kopplun­gen zwischen den einzelnen Hohlraumresonatoren zuläßt.

[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] Durch die Anordnung der Hohlraumresonatoren nach Art einer dichtesten Zylinderpackung gibt es eine größtmögliche Zahl von Berührungszonen, die für Kopplungen ausnutzbar sind. Außerdem führt die Hohlraumresonatorkonstellation nach der /erfindung zu einem raumsparenden kompakten Mikrowellenfil­ter.

[0007] An Hand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbei­spielen wird nachfolgend die Erfindung näher beschrieben.

Fig. 1 und 2 zeigen zwei verschiedene Konstellationen von Hohlraumresonatoren und

Fig. 3 zeigt Wellenmoden, die in den Hohlraumresona­toren existieren.

[0008] Der Fig. 1 ist ein Mikrowellenfilter zu entnehmen, das aus sechs zylindrischen Hohlraumresonatoren H1 ... H6 mit run­den Querschnitten besteht. Die Hohlraumresonatoren sind nach Art einer dichtesten Zylinderpackung angeordnet, wo­bei jeder Hohlraumresonator mit seiner Seitenwand an die Seitenwände mehrerer anderer Hohlraumresonatoren angrenzt. Durch diese Konstellation der Hohlraumresonatoren H1 ... H6 entsteht eine größtmögliche Zahl von gegenseitigen Seiten­wandungs-Berührungen. Über Koppelöffnungen (z.B. Löcher, Schlitze) in den Seitenwandungs-Berührungszonen kann nun eine Vielzahl von elektromagnetischen Kopplungen zwischen benachbarten Hohlraumresonatoren realisiert werden.

[0009] Beim in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel bestehen Kopplungen (mit dem Symbol gekennzeichnet in den Sei­tenwandungs-Berührungszonen zwischen den in Energiefluß­richtung angeordneten Hohlraumresonatoren H1 ... H6, be­ginnend mit dem einen Signaleingang E aufweisenden Hohl­ raumresonator H6. Außer diesen Haptkopplungen der in Ener­gieflußrichtung aneinandergereihten Hohlraumresonatoren gibt es zusätzlich noch Nebenkopplungen (mit dem Symbol x gekennzeichnet) zwischen dem zentralen Hohlraumresonator H1 und den ihm benachbarten Hohlraumresonatoren H3, H4, H5 und H6.

[0010] Eine gegenüber dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbei­spiel leicht abgewandelte Konstellation der Hohlraumreso­natoren H1 ... H6 zeigt die Fig. 2. Hier sind Nebenkopplun­gen zwischen einem zentral angeordneten Hohlraumresonator H4 und dessen nicht in Energieflußrichtung benachbarten Hohlraumresonatoren H1, H2 und H6 und eine Nebenkopplung zwischen dem Signaleingangs-Hohlraumresonator H1 und dem Signalausgangs-Hohlraumresonator H6 eingerichtet.

[0011] Die Anordnung der Hohlraumresonatoren nach Art einer dich­testen Zylinderpackung läßt eine große Vielzahl von Varia­tionen bei der Zusammenstellung der miteinander zu koppeln­den Hohlraumresonatoren zu. Außerdem kann ein Mikrowellen­filter, das nach der beschriebenen Art aufgebaut ist, mit wenig Aufwand um zusätzliche Hohlraumresonatoren zu einer komplexeren Filterstruktur erweitert werden.

[0012] Die oben angesprochenen Nebenkopplungen zwischen benachbar­ten, aber nicht in Energieflußrichtung aufeinanderfolgenden Hohlraumresonatoren können entweder als positive oder als negative Kopplungen realisiert werden. An Hand der Fig. 3 soll verdeutlicht werden, wie zwei benachbarte Hohlraumre­sonatoren entweder positiv oder negativ gekoppelt werden können. Dazu ist in einem der beiden benachbarten Hohlraum­resonatoren, von denen die Fig. 3 einen Längsschnitt parallel zur Wellenausbreitungsrichtung z zeigt, der TE 011-Wellen­mode und in dem anderen Hohlraumresonator der TE 012-Wellen­mode existent. In einem Bereich der beiden mit ihren Seiten­wandungen aneinandergrenzenden Hohlraumresonatoren verlau­ fen die magnetischen Feldlinien des TE 011- und des TE 012-­Wellenmodes in gleiche Richtung parallel zueinander. Eine dort angeordnete Koppelöffnung K1 ermöglicht eine positive Kopplung zwischen den Hohlraumresonatoren. In einem anderen Bereich der beiden Hohlraumresonatoren verlaufen die magne­tischen Feldlinien des TE 011- und des TE 012-Wellenmodes in entgegengesetzte Richtungen. Eine dort in der Seitenwan­dung vorhandene Koppelöffnung K2 ermöglicht eine negative Kopplung.

[0013] Würde man z.B. ein Mikrowellenfilter gemäß Fig. 1 mit po­sitiven Hauptkopplungen der in Energieflußrichtung aneinan­dergereihten Hohlraumresonatoren H1 ... H6 und mit nega­tiven Nebenkopplungen zwischen den Hohlraumresonatoren H1, H4 und den Hohlraumresonatoren H1, H6 verwirklichen, so erhielte man eine elliptische Filtercharakteristik mit 2 Paar echten Nullstellen sechster Ordnung mit einer Filtergüte von 15.000 bei 12 GHz.

Ansprüche

1. Mikrowellenfilter, das mehrere Hohlraumresonatoren be­sitzt, die über Koppelöffnungen in ihren parallel zur Wellenausbreitungsrichtung verlaufenden Seitenwandun­gen miteinander gekoppelt sind, dadurch gekennzeichnet, daß alle das Filter bildenden Hohlraumresonatoren (H1 ... H6) nach Art einer dichtesten Zylinderpackung angeordnet sind, so daß jeder einzelne Hohlraumresona­tor mit einer größtmöglichen Zahl der vorhandenen Hohl­raumresonatoren in Berührung steht und jeder Hohlraum­resonator mit jedem seiner benachbarten Hohlraumresona­toren in den Seitenwandungs-Berührungszonen gekoppelt werden kann.

2. Mikrowellenfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­net, daß in einem oder mehreren der Hohlraumresonatoren ein Wellenmode existiert, dessen Feldverlauf so orien­tiert ist, daß er mit einem in benachbarten Hohlraumre­sonatoren existierenden anderen Wellenmode entweder eine positive Kopplung eingeht, wenn die Kopplung (K1) an ei­ner Stelle in den sich berührenden Seitenwandungen er­folgt, wo die Feldlinien beider Wellenmoden in gleiche Richtung verlaufen, oder eine negative Kopplung eingeht, wenn die Kopplung (K2) an einer Stelle erfolgt, wo die Feldlinien der beiden Wellenmoden in entgegengesetzte Richtungen verlaufen.

3. Mikrowellenfilter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­net, daß der eine Wellenmode vom Typ TE 011 und der andere Wellenmode vom Typ TE 012 ist.

4. Mikrowellenfilter nach einer der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß alle in Energieflußrichtung zwischen einem Signaleingangs-Hohlraumresonator (H1) und einem Signalausgangs-Hohlraumresonator (H6) aufeinander­folgenden Hohlraumresonatoren (H2 ... H5) positiv mit­einander gekoppelt sind und daß zwischen benachbarten Hohlraumresonatoren, die nicht in Energieflußrichtung direkt aufeinanderfolgen, negative Kopplungen beste­hen.

Zeichnung