[0001] Die Erfindung betrifft eine Hochfrequenzweiche in Form von zusammengeschalteten Hochfrequenzfiltern
nach dem Anspruch 1.
[0002] In funktechnischen Anlagen, beispielsweise im Mobilfunkbereich, ist es oft wünschenswert,
für die Sende- und Empfangssignale nur eine gemeinsame Antenne zu benutzen. Sende-
und Empfangssignale nutzen dabei unterschiedliche Frequenzbereiche. Die verwendete
Antenne muss zum Senden und Empfangen in beiden Frequenzbereichen geeignet sein. Zur
Trennung der Sende- und Empfangssignale ist eine geeignete Frequenz-Filterung erforderlich,
die sicherstellt, dass einerseits die Sendesignale vom Sender nur zur Antenne (und
nicht in Richtung des Empfängers) und andererseits die Empfangssignale von der Antenne
nur zum Empfänger weitergeleitet werden.
[0003] Zu diesem Zweck kann ein Paar von Hochfrequenzfiltern eingesetzt werden, die beide
ein bestimmtes, nämlich das jeweils erwünschte Frequenzband durchlassen (Bandpassfilter).
Es kann aber auch ein Paar von Hochfrequenzfiltern verwendet werden, die ein bestimmtes,
nämlich das jeweils unerwünschte Frequenzband sperren. Man spricht hier von Bandsperrenfiltern.
Möglich ist ferner auch die Verwendung von einem Paar von Hochfrequenzfiltern, bestehend
aus einem ersten Filter, das Frequenzen unterhalb einer zwischen dem Sende- und Empfangsband
liegenden Frequenz durchlässt und die darüber liegenden Bereiche sperrt (Tiefpassfilter),
und einem zweiten Filter, welches Frequenzen unterhalb dieser zwischen dem Sende-
und Empfangsband liegenden Frequenz sperrt und die darüber liegenden Frequenzen durchlässt.
Es handelt sich dabei dann um ein sogenanntes Hochpassfilter. Weitere Kombinationen
aus den genannten Filtertypen können zur Anwendung kommen.
[0004] Aus der US 6,392,506 B2 ist eine Duplexweiche unter Zusammenschaltung von Hochfrequenzfiltern
bekanntgeworden, bei welcher der Innenleiter einer gemeinsamen koaxialen Sende-/Empfangs-Anschlussbuchse
über zwei Leiterschleifen mit je einer nächstgelegenen Resonatorkammer des Sendesowie
des Empfangsfilters verbunden ist. In jeder Resonatorkammer ist dabei innenliegend
ein vertikal vorstehender Innenleiter vorgesehen, wobei die die Resonatorkammer radial
nach außen begrenzende Kammerwand als Außenleiter dient. Bei der entsprechenden vorbekannten
Lösung wird die von der Drahtschleife einschließlich des Stromrückflussweges über
die Innenwand des Resonatorhohlraumes zum Außenleiter der Anschlussbuchse umschlossene
Fläche (Induktivität) die Stärke der Signaleinkopplung in dem jeweiligen Filterzweig
bestimmt. Eine Abstimmung der Einkopplung kann durch mechanisches Verformen oder Verbiegen
der Drahtschleife erfolgen.
[0005] Im kapazitiven Fall verzweigt sich der Innenleiter der gemeinsamen Sende-/ Empfangs-Anschlussbuchse
in zwei Leiterstücke, die jeweils in flächenhaften Metallstücken enden. Hier wird
die Stärke der Signaleinkopplung durch Größe und Form dieser Metallflächen und ihren
Abstand zum Innenleiter des jeweiligen Resonators bestimmt (die dadurch bedingte Kapazität).
Eine Abstimmung der Einkopplung kann hier ebenfalls durch mechanisches Verformen oder
Verbiegen dieser Metallflächen und durch Änderung des Abstandes zum jeweiligen Innenleiter
des Resonatorfilters erfolgen.
[0006] Nachteilig ist bei beiden Varianten, dass die Abstimmung nur durch schlecht reproduzierbare
mechanische Manipulationen (Verbiegen oder Verformen) vorgenommen werden kann, und
dass die Abstimmung der Einkopplung in den einen Filterzweig auch das elektrische
Verhalten des jeweils anderen Filterzweiges beeinflusst und umgekehrt, so dass beim
Abstimmvorgang beide Einkoppeleinrichtungen in der Regel mehrfach abwechselnd variiert
werden müssen.
[0007] Dieser Nachteil wird gemäß der erwähnten Vorveröffentlichung US 6,392,506 B2 gemäß
den dortigen Figuren 3 und 4 dadurch vermieden, dass vom Innenleiter der gemeinsamen
Anschlussbuchse jetzt nur noch eine kapazitive Einkopplung auf einen für die beiden
Filterzweige zusätzlich vorgesehenen Resonator erfolgt, der als sogenannter "Mittenresonator"
bezeichnet werden kann. Dieser koppelt in üblicher Weise über Öffnungen in den Trennwänden
mit je einem Resonator des Sendefilterzweiges sowie einem Resonator des Empfangsfilterzweiges.
[0008] Aber auch hier muss als nachteilig festgehalten werden, dass der zusätzlich zu den
Resonatoren der Filterzweige benötigte Mittenresonator zusätzlichen Platz benötigt
und auch zusätzliche Kosten verursacht, obwohl er nicht nennenswert zur Frequenzselektivität
der Filterzweige beiträgt.
[0009] Eine Filteranordnung ist grundsätzlich auch aus der US 2003/0184365 A1 bekannt geworden.
Dieser Filteraufbau weist einen ersten Resonator auf, der gemäß einem Ausführungsbeispiel
an seinen beiden Ausgängen mit jeweils einem weiteren Resonator gekoppelt ist, wobei
alle drei Ausgänge mit einem Anschluss versehen sind. Gemäß einer weiteren Ausführungsform
ist der Filteraufbau quasi "kaskadiert" aufgebaut, bei dem ein eingangsseitiger Resonator
ebenfalls wieder über zwei Ausgänge unter Zwischenschaltung von Zwischen-Resonatoren
mit mehreren Ausgangs-Resonatoren verbunden ist. Soweit ersichtlich sind alle Kopplungen
zwischen den einzelnen Resonatoren gleich aufgebaut.
[0010] Eine Filteranordnung ist schließlich auch aus der JP 63308401 A als bekannt zu entnehmen.
Hier wird ein Filteraufbau mit drei Filterzweigen beschrieben, die jeweils aus einzelnen
Resonatoren zusammengesetzt sind. Alle drei Filterzweige werden über eine separate
anders aufgebaute Struktur mit einem gemeinsamen Resonator verbunden, der mit einem
externen Anschluss versehen ist.
[0011] Demgegenüber ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine gegenüber dem gattungsbildenden
Stand der Technik verbesserte Zusammenschaltung von Hochfrequenzfiltern zur Erzielung
einer Frequenzweiche zu schaffen.
[0012] Die Aufgabe wird erfindungsgemäß entsprechend den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen
gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
[0013] Gemäß einer ersten erfindungsgemäßen Variante erfolgt eine Zusammenschaltung der
beiden Hochfrequenzfilterzweige durch eine induktive oder kapazitive Einkopplung auf
einen Resonator eines Paares stark miteinander verkoppelter Resonatoren (die nachfolgend
insoweit teilweise auch als Zusammenschalt-Resonator-Paar bezeichnet werden). Dadurch
werden die im Stand der Technik erläuterten Nachteile vermieden. D.h., es ist in Abweichung
zum Stand der Technik nicht mehr notwendig, eine Abstimmung an zwei Stellen vorzunehmen,
zwischen denen eine Wechselwirkung besteht.
[0014] Darüber hinaus trägt das stark miteinander verkoppelte Resonatorenpaar zu einer Selektion
beider Filterzweige bei, und zwar in ähnlicher Weise, wie wenn jeweils einer der beiden
Resonatoren fest einem der Filterzweige zugeordnet wäre. Von daher entfällt der im
Stand der Technik notwendige, zusätzliche Kosten verursachende und darüber hinaus
auch noch einen weiteren Platz benötigende MittenResonator.
[0015] Die Kopplung zwischen dem stark miteinander verkoppelten Resonator-Paar und den Filterzweigen
der Frequenzweichen kann dabei unterschiedlich durchgeführt werden, nämlich:
- erfindungsgemäß ist es möglich, dass beide Filterzweige, nämlich der Filterzweig für
die Sendesignale sowie der Filterzweig für die Empfangssignale an dem zweiten Resonator
des stark miteinander verkoppelten Resonatoren-Paar angekoppelt werden, über den nicht
die Einkopplung erfolgt; oder
- es können beide Filterzweige an den ersten Resonator des stark verkoppelten Resonator-Paares
angekoppelt werden, über den auch die Einkopplung vom Innenleiter eines Koaxialkabelsanschlusses
erfolgt.
[0016] Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt darin begründet, dass für bestimmte
Resonatoranzahlen günstige, platzsparende geometrische Anordnungen der Resonatorkammern
möglich sind, die bei anderen Formen der Zusammenschaltung so nicht möglich sind.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist es von daher beispielsweise möglich, eine
Frequenzweiche mit insgesamt sechs, in zwei Reihen zu je drei angeordneten Resonatoren
zu realisieren, bei der sich alle drei Anschlussbuchsen für den Sender und den Empfänger
und für ein gemeinsames Tor oder eine gemeinsame Anschlussbuchse, d. h. allgemein
eine gemeinsame Sende-/Empfangs-Anschlussbuchse beispielsweise zum Anschluss einer
Antenne oder für die Ein-/Auskopplung eines gemeinsamen Signalweges oder Signalpfades,
an derselben Seite des Gehäuses befinden. Mit anderen Worten eröffnet die vorliegende
Erfindung die Realisierung symmetrischer, kompakter Gesamt-Geometrien.
[0017] Ferner ist eine besonders starke Verkopplung in einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung durch einen deutlich verringerten Abstand zwischen den Innenleitern
der betreffenden Resonatoren möglich.
[0018] Bevorzugt ist die erfindungsgemäße Hochfrequenzweiche so aufgebaut, dass zumindest
ein Resonator, vorzugsweise mehrere und bevorzugt alle Resonatoren der Hochfrequenzweiche
in koaxialer Bauweise umgesetzt sind. Ebenso kann die Hochfrequenzweiche mit einem
oder mehreren oder allen Resonatoren auch unter Verwendung von dielektrischen Resonatoren,
beispielsweise keramischen Resonatoren, umgesetzt werden. Schließlich ist es aber
ebenso möglich, die Hochfrequenzweiche so auszubilden, dass zumindest ein Resonator,
vorzugsweise aber mehrere Resonatoren oder sogar alle Resonatoren, in Streifenleitungstechnik
realisiert sind. Mit anderen Worten kommen alle nur erdenklichen Verfahren in Betracht,
bei denen eine entsprechende Umsetzung der erläuterten Prinzipien möglich ist.
[0019] Die Erfindung wird nachfolgend für verschiedene Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme
auf die beigefügten Zeichnungen erläutert. Dabei zeigen im Einzelnen:
- Figur 1:
- eine schematische horizontale Querschnittsdarstellung durch eine bevorzugte Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Duplexweiche unter Zusammenschaltung von Hochfrequenz-Filtern
gemäß der vorliegenden Erfindung;
- Figur 2:
- eine Querschnittsdarstellung längs der Linie II-II in Figur 1;
- Figur 3:
- eine Querschnittsdarstellung längs der Linie III-III in Figur 1;
- Figur 4:
- ein zu Figur 1 abgewandeltes Ausführungsbeispiel einer weiteren Ausführungsform gemäß
der Erfindung; und
- Figur 5:
- eine Darstellung des Resonanzverhaltens zweier überkritisch gekoppelter Resonatoren.
[0020] In Figur 1 ist im schematischen horizontalen Querschnitt eine erfindungsgemäße bevorzugte
Ausführungsform einer Duplexweiche unter Zusammenschaltung von HochfrequenzBandpassfiltern
gezeigt.
[0021] Dazu umfasst das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 sechs Einzelkreis-Hochfrequenzfilter
1 in koaxialer Bauweise, also sechs Resonatoren. Der Aufbau der in Rede stehenden
Resonatoren 1 ist grundsätzlich aus der EP 1 169 747 B1 bekannt, auf die im vollen
Umfang verwiesen und zum vollen Inhalt der vorliegenden Anmeldung gemacht wird. Daraus
ist auch zu ersehen, dass ein Einzelkreis-HF-Filter oder Einzelresonator 1 in koaxialer
Bauweise grundsätzlich aus einem elektrisch leitenden Außenleiter 3, einem konzentrisch
oder koaxial dazu angeordneten Innenleiter 4 und einem Boden 5 besteht, über den der
elektrisch leitende Außenleiter 3 und der elektrisch leitende Innenleiter 4 elektrisch
miteinander in Verbindung stehen.
[0022] Der Einzelresonator ist oben über einen aufsetzbaren Deckel 7 (siehe auch Figur 2),
d.h. über einen elektrisch leitenden Deckel 7 verschließbar, wobei der Innenleiter
im Abstand unterhalb des Deckels 7 endet. Durch spezifische Einstellmechanismen, beispielsweise
durch axiale Verstellung des Innenleiters oder durch axiale Verstellung eines, wie
in Figur 2 gezeigt im Deckel vorgesehenen Abstimmelementes kann eine bestimmte Einstellung
auf eine Resonatorfrequenz vorgenommen werden.
[0023] Im gezeigten Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 und 2 ist einer der in Figur 1 wiedergegebenen
sechs koaxial aufgebauten Hochfrequenz-Resonatoren mit einer eher quadratischen Grundfläche
oder Boden 5 gezeigt, dessen Hohlraum von metallischen Wänden begrenzt wird. Die Ecken
sind eher abgerundet, was fertigungstechnische Vorteile aufweist (insbesondere wenn
der Resonator-Hohlraum aus einem Vollmetallblock gefräst wird). Der in der Regel kreiszylindrische
metallische Innenleiter, dessen Länge etwas unterhalb einer viertel Wellenlänge der
Resonanzfrequenz liegt, endet üblicherweise im Abstand von meist wenigen Millimetern
unter dem Deckel. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2 ist ein Abstimmelement
9 vorgesehen, welches aus einem zylindrischen metallischen Stift besteht, der vom
Deckel her unterschiedlich weit ein- und ausgeschraubt und dabei unterschiedlich weit
in eine am oberen Ende des Innenleiters 4 eingebrachte Ausnehmung 4' eingreifen kann.
Dadurch kann die Resonanzfrequenz verändert eingestellt werden.
[0024] Mehrere dieser Einzelresonatoren 1 sind dann in einem gemeinsamen Gehäuse 11 untergebracht,
wobei die Seitenwände der Hohlräume 14, die üblicherweise die Einzelresonatoren voneinander
trennen, teilweise mit Durchbrüchen 15 versehen sind, worüber der elektromagnetische
Signalweg erfolgt.
[0025] Ferner sind im gezeigten Ausführungsbeispiel an einer Seite 19 des Gehäuses 11 im
gleichen Abstand zueinander drei Anschlussbuchsen vorgesehen, im gezeigten Ausführungsbeispiel
nämlich drei koaxiale Anschlussbuchsen 21, 22 und 23. Der jeweils zugehörige Innenleiter
31, 32 und 33 der drei Anschlussbuchsen 21 bis 23 ist jeweils um wenige Millimeter
in die an die Gehäuseseitenwand 19 angrenzende Resonatorkammer 41, 42 bzw. 43 hinein
verlängert und endet jeweils in einem leitenden Flächenelement, im gezeigten Ausführungsbeispiel
in Form einer elektrisch leitenden Scheibe 31', 32' bzw. 33'.
[0026] An Figur 1 ist auch angedeutet, dass beispielsweise an der Anschlussbuchse 21 ein
Transmitter T, am mittleren Anschluss 22 ein der Ein- und Auskopplung dienender gemeinsamer
Signalweg oder Signalpfad A und am dritten Anschluss 23 ein Receiver R angeschlossen
ist. Mit anderen Worten werden vom Transmitter über den Signalweg entsprechend den
Pfeildarstellungen 25 Sendesignale über die so gebildete Duplexweiche mit den Hochfrequenzbandpassfiltern
in den gemeinsamen Signalweg A, zum Beispiel zu einer Antenne, eingespeist, wohingegen
umgekehrt über den gemeinsamen Signalweg A empfangene Signale entsprechend den Pfeilen
26 von der mittleren Anschlussbuchse in den Receiver R eingespeist werden.
[0027] Durch die zwischen dem mittleren Scheibenelement oder sonstigen flächenhaften Metallstück
32' und dem benachbarten Resonator-Innenleiter 42a des Einkoppelresonators R42 gebildete
Kapazität wird die Einkopplung des elektrischen Feldes vom gemeinsamen Signalweg A
oder der gemeinsamen Anschlussbuchse 22 in die Resonatorkammer 42 und umgekehrt realisiert.
[0028] Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist zwischen dieser eine Verbindung zur Antenne
A herstellenden ersten Resonatorkammer 42 und einer benachbarten damit in Verbindung
stehenden zweiten Resonatorkammer 42' über die Verbindungsöffnung 45 eine starke Verkopplung
realisiert.
[0029] Zusätzlich kann die für diese Art der Zusammenschaltung erforderliche Verkopplung
zwischen den beiden Resonatorkammern 42 und 42' wie folgt eingestellt werden. Aus
den erläuterten Ausführungsbeispielen ist ersichtlich, dass auf den Signalweg bezogen
jeweils der Abstand zweier benachbarter Innenleiter 42'a und 43'a sowie 43'a und 43a
aber auch der Abstand zwischen den Innenleitern 42'a und 41'a sowie 41'a und 41a jeweils
in etwa gleich ist. Zur Einstellung der Verkopplung ist es - wie in Figur 1 und Figur
2 gezeigt - möglich, den Abstand der beiden Innenleiter, die weder zum alleinigen
Sende- noch zum alleinigen Empfangszweig gehören, also den Abstand zwischen den Innenleitern
42a, 42'a der stark miteinander verkoppelten Resonatoren kleiner auszuführen als den
Abstand der verbleibenden Innenleiter bezogen auf ihren Signalweg.
[0030] Die erläuterte starke, auch als überkritisch bezeichnete Kopplung bewirkt, dass die
beiden Resonatoren R42 und R42', die für sich alleine betrachtet jeweils eine Resonanz
im Frequenzbereich zwischen Sende- und Empfangsband aufweisen bzw. hierauf abgestimmt
sind, im gekoppelten Zustand bei zwei davon und voneinander verschiedenen, sogenannten
Koppelresonanzfrequenzen schwingen.
[0031] Der Abstand (also die Frequenzdifferenz) dieser beiden Koppelresonanzfrequenzen wird
üblicherweise als Koppelbandbreite bezeichnet.
[0032] Bei miteinander verkoppelten Resonatoren, die demselben Filter bzw. dem selben Filterzweig
(Sende- bzw. Empfangszweig) einer Duplexweiche angehören, ist diese Koppelbandbreite
in aller Regel etwas geringer als die Bandbreite des Filters bzw. Filterzweiges. Mit
anderen Worten liegt diese Koppelbandbreite typischerweise im Bereich zwischen 50%
und 100% der Bandbreite des Filters bzw. des Filterzweiges.
[0033] Im Falle des stark miteinander verkoppelten Resonator-Paars liegt diese Koppelbandbreite
dagegen höher als die jeweilige Bandbreite der zur Duplexweiche zusammengeschalteten
Filterzweige.
[0034] Anhand der Diagramm-Darstellung gemäß Figur 5 wird beispielhaft das Übertragungsverhalten
einer Schaltung (also eines Filters) aus zwei überkritisch verkoppelten Resonatoren
wiedergegeben. Dabei ist auf der x-Achse die Frequenz und auf der y-Achse der Streuparameter
S21 eingezeichnet.
[0035] Dabei ist eine starke Verkopplung gleichbedeutend mit einer hohen Koppelbandbreite.
[0036] Zur Frequenzabstimmung der Resonatoren können die in dem jeweiligen Filter ein- und
ausdrehbaren Abstimmelemente 9 verwendet werden, wie sie bereits anhand von Figur
2 erläutert wurden, oder wie sie in einer dazu abweichenden Ausführungsform gemäß
der Vorveröffentlichung EP 1 169 747 beschrieben sind. Auch weitere Abwandlungen von
abstimmbaren Einzelresonatoren sind möglich.
[0037] Durch die weitere Öffnung 48 zwischen der zweiten Resonatorkammer R42' des stark
miteinander verkoppelten Resonator-Paares R42, R42' und deren angrenzender Resonatorkammer
R41' werden die Filterkreise des Sendezweiges bestehend aus den Resonatorkammern R41'
und R41 an den zweiten, nicht die Einkopplung zur Antenne A bewirkenden Resonator
R42' des stark miteinander verkoppelten Resonator-Paares R42, R42' angekoppelt. Die
beiden Resonatorkammern R41' und R41 des Sendezweiges sind ebenfalls durch eine Öffnung
48' in der Einzelresonator-Wandung miteinander verkoppelt. Die Einkopplung der Sendesignale
wirkt über das hier vorgesehene elektrisch leitende Flächenelement 31'.
[0038] Entsprechend ist ein Empfangszweig aufgebaut. Auch hier ist über eine Öffnung 49
eine Koppelverbindung von dem zweiten Resonator R42' des stark miteinander verkoppelten
Resonator-Paares zu dem Resonator R43' und über eine weitere Öffnung 49' zu dem Resonator
R43 hergestellt, in dessen Resonatorraum das elektrisch leitende Flächenelement 33'
hineinragt. Hierüber kann das von der Antenne A empfangene Empfangssignal in den Receiver
R eingespeist, d. h. an den Receiver R weitergeleitet werden.
[0039] Die Resonatoren R41 und R41' sind dabei auf Frequenzen im Sendeband und die Resonatoren
R43, R43' auf Frequenzen im Empfangsband abgestimmt.
[0040] Die Balancierung der Zusammenschaltung erfolgt über eine entsprechend balancierte
Ausführung der Kopplung zwischen den Resonatorkammern R42' und R41' einerseits sowie
der Kopplung zwischen den Resonatorkammern R42' und R43' andererseits. Wesentliche
Einflussgrößen sind dabei die Größe, die Lage und Form der Koppelöffnungen in den
Resonatorentrennwänden sowie die Achsabstände zwischen den jeweiligen Innenleitern
42'a und 41'a bzw. 42'a und 43'a. All diese Abmessungen können frästechnisch in mechanisch
gut reproduzierbarer Weise hergestellt werden.
[0041] Nachfolgend wird auf ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel gemäß Figur 4 Bezug genommen.
[0042] Dieses Ausführungsbeispiel ist weitgehend ähnlich aufgebaut. Unterschiedlich zum
Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 ist, dass der mittlere Antennenanschluss, d.h. die
mittlere Antennenbuchse 22 abweichend zu den beiden anderen koaxialen Anschlussbuchsen
21 und 23 an der gegenüberliegenden Gehäuseseite 19' vorgesehen ist. Im Gegensatz
zu dem Ausführungsbeispiel nach Figur 1 ist also bei dem Ausführungsbeispiel nach
Figur 4 vorgesehen, dass die Filterkreise R41 und R41' des Sendezweiges an den ersten,
die Einkopplung zu dem angeschlossenen gemeinsamen Signalweg oder Signalpfad A bewirkenden
Resonator R42 des sogenannten Zusammenschalt-Resonator-Paares R42, R42' angekoppelt
sind, als des stark miteinander verkoppelten Resonator-Paares R42, R42'. Entsprechend
ist der Empfängerzweig mit den Resonatorkammern R43 und R43' ebenfalls an die erste,
die Einkopplung bewirkende Resonatorkammer R42 angekoppelt.
[0043] Da in dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 4 der Anschluss 22 gegenüberliegend zu
den beiden weiteren Anschlüssen 21 und 23 vorgesehen ist, ist also auch die erste
mit dem Antennenanschluss 22 unmittelbar in Verbindung stehende Resonatorkammer 42
und damit der zugehörige Resonator R42 auf der gegenüberliegenden Seite 19' des Gehäuses
angeordnet.
[0044] Wie anhand der Ausführungsbeispiele erläutert ist, ist zumindest ein Resonator, vorzugsweise
mehrere Resonatoren und bevorzugt alle Resonatoren in koaxialer Bauweise ausgeführt.
[0045] Alternativ dazu ist es auch möglich, zumindest einen Resonator, vorzugsweise mehrere
Resonatoren oder bevorzugt alle Resonatoren aus dielektrischen Resonatoren und/oder
aus keramischen Resonatoren aufzubauen.
[0046] Schließlich ist es aber auch möglich, dass bei den erläuterten Ausführungsbeispielen
ein Resonator, vorzugsweise mehrere Resonatoren und bevorzugt alle Resonatoren aus
Streifenleitungs-Resonatoren gebildet sind.
1. Hochfrequenzweiche mit mehreren Resonatoren, mit folgenden Merkmalen:
- es sind zumindest drei Anschlüsse (21, 22, 23) vorgesehen, über die ein gemeinsamer
Signalweg (A), eine Sendeeinrichtung (T) und eine Empfangseinrichtung (R) anschließbar
sind, wobei der eine Anschluss (21) einem Sendezweig und ein Anschluss (23) einem
Empfangszweig in der Hochfrequenzweiche zugeordnet ist,
- es ist ein oder es sind mehrere Resonatoren (R41, R41') vorgesehen, die alleine
dem Sende-Zweig zugeordnet sind, wobei ein Resonator (R41) des Sende-Zweiges mit einer
Einkopplung (31) zur Einspeisung der Sendesignale vorgesehen ist,
- es ist ein oder es sind mehrere Resonatoren (R43, R43') vorgesehen, die allein dem
Empfangs-Zweig zugeordnet sind, wobei ein Resonator (R43) zur Auskopplung der Empfangssignale
an dem zugeordneten Anschluss (23) mit einer Auskopplungseinrichtung (33) vorgesehen
ist, und
- es sind zumindest zwei zusätzliche Resonatoren (R42, R42') vorgesehen, wobei der
eine Resonator (R42) der zumindest beiden weiteren Resonatoren (R42, R42') mit einer
Ein-/Auskopplung zur Einspeisung von Signalen von einem gemeinsamen Signalweg (A)
bzw. zur Auskopplung von Signalen zu einem gemeinsamen Signalweg (A) vorgesehen ist,
gekennzeichnet durch die folgenden weiteren Merkmale:
- die zumindest beiden zusätzlich vorgesehenen Resonatoren (R42, R42') bilden ein
stark miteinander verkoppeltes Resonator-Paar (R42, R42'),
- die beiden stark miteinander verkoppelten Resonatoren (R42, R42') schwingen im gekoppelten
Zustand mit zwei voneinander verschiedenen Koppelresonanzfrequenzen, die unterschiedlich
sind zur Resonanzfrequenz, die die beiden stark verkoppelten Resonatoren (R42, R42')
für sich alleine betrachtet jeweils im Frequenzbereich zwischen Sende- und Empfangsband
aufweisen bzw. auf die die Resonatoren (R42, R42') abgestimmt sind,
- der Abstand der beiden Koppelresonanzfrequenzen ist höher als die jeweilige Bandbreite
der zur Duplexweiche zusammengeschalteten Filterzweige, und
- sowohl der Sendezweig als auch der Empfangszweig sind an dem einen weiteren Resonator
(R42') angekoppelt, der neben dem Resonator (R42) zur Ein-/Auskopplung zu dem gemeinsamen
Signalweg (A) vorgesehen ist.
2. Hochfrequenzweiche mit mehreren Resonatoren, mit folgenden Merkmalen:
- es sind zumindest drei Anschlüsse (21, 22, 23) vorgesehen, über die ein gemeinsamer
Signalweg (A), eine Sendeeinrichtung (T) und eine Empfangseinrichtung (R) anschließbar
sind, wobei der eine Anschluss (21) einem Sendezweig und ein Anschluss (23) einem
Empfangszweig in der Hochfrequenzweiche zugeordnet ist,
- es ist ein oder es sind mehrere Resonatoren (R41, R41') vorgesehen, die alleine
dem Sende-Zweig zugeordnet sind, wobei ein Resonator (R41) des Sende-Zweiges mit einer
Einkopplung (31) zur Einspeisung der Sendesignale vorgesehen ist,
- es ist ein oder es sind mehrere Resonatoren (R43, R43') vorgesehen, die allein dem
Empfangs-Zweig zugeordnet sind, wobei ein Resonator (R43) zur Auskopplung der Empfangssignale
an dem zugeordneten Anschluss (23) mit einer Auskopplungseinrichtung (33) vorgesehen
ist, und
- es sind zumindest zwei zusätzliche Resonatoren (R42, R42') vorgesehen, wobei der
eine Resonator (R42) der zumindest beiden weiteren Resonatoren (R42, R42') mit einer
Ein-/Auskopplung zur Einspeisung von Signalen von einem gemeinsamen Signalweg (A)
bzw. zur Auskopplung von Signalen zu einem gemeinsamen Signalweg (A) vorgesehen ist,
gekennzeichnet durch die folgenden weiteren Merkmale:
- die zumindest beiden zusätzlich vorgesehenen Resonatoren (R42, R42') bilden ein
stark miteinander verkoppeltes Resonator-Paar (R42, R42'),
- die beiden stark miteinander verkoppelten Resonatoren (R42, R42') schwingen im gekoppelten
Zustand mit zwei voneinander verschiedenen Koppelresonanzfrequenzen, die unterschiedlich
sind zur Resonanzfrequenz, die die beiden stark verkoppelten Resonatoren (R42, R42')
für sich alleine betrachtet jeweils im Frequenzbereich zwischen Sende- und Empfangsband
aufweisen bzw. auf die die Resonatoren (R42, R42') abgestimmt sind,
- der Abstand der beiden Koppelresonanzfrequenzen ist höher als die jeweilige Bandbreite
der zur Duplexweiche zusammengeschalteten Filterzweige, und
- sowohl der Sendezweig als auch der Empfangszweig sind an den einen ersten Resonator
(R42) angekoppelt, der für die Ein-/Auskopplung von bzw. zu dem gemeinsamen Signalweg
(A) vorgesehen ist.
3. Hochfrequenzweiche nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Resonatoren Koaxialresonatoren mit einem Außen- und einem Innenleiter (3; 4)
umfassen, und dass der Abstand zwischen den Achsen der Innenleiter (42, 42'a) des
stark miteinander verkoppelten Resonator-Paares (R42, R42') kleiner ist als der Abstand
zwischen zwei weiteren Resonatoren, die auf dem jeweiligen Signalweg nebeneinander
liegen.
4. Hochfrequenzweiche nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochfrequenzweiche insgesamt 2n Resonatoren umfasst, wobei "n" eine natürliche
ganze ungerade Zahl ist, wobei vorzugsweise die Resonatoren in zwei Reihen zu je "n"
Resonatoren angeordnet sind.
5. Hochfrequenzweiche nach einem der Ansprüche 1, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die drei vorgesehenen Anschlussbuchsen (21, 22, 23) zum Anschluss eines gemeinsamen
Signalwegs (A), eines Senders (T) sowie eines Empfängers (R) auf der gleichen Seite
(19 des Vorrichtungs- oder Filtergehäuses (11) angebracht sind.
6. Hochfrequenzweiche nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Resonator, vorzugsweise mehrere Resonatoren oder bevorzugt alle Resonatoren,
in koaxialer Bauweise ausgeführt sind.
7. Hochfrequenzweiche nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Resonator, vorzugsweise mehrere Resonatoren oder bevorzugt alle Resonatoren,
aus dielektrischen Resonatoren bestehen.
8. Hochfrequenzweiche nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer, vorzugsweise mehrere oder bevorzugt alle Resonatoren, aus keramischen
Resonatoren bestehen.
9. Hochfrequenzweiche nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Resonator, vorzugsweise mehrere Resonatoren oder bevorzugt alle Resonatoren
aus Streifenleitungs-Resonatoren bestehen.
1. Radio frequency diplexer having two or more resonators, with the following features:
- at least three connections (21, 22, 23) are provided, via which a common signal
path (A), a transmitting device (T) and a receiving device (R) can be connected, with
a transmission path in the radio frequency diplexer being associated with one connection
(21) and a reception path being associated with another connection,
- one or more resonators (R41, R41') are provided which are associated solely with
the transmission path, with one resonator (R41) in the transmission path being provided
with an input (31) for feeding in the transmission signals,
- one or more resonators (R43, R43') are provided and are associated solely with the
reception path, with one resonator (R43) being provided with an output device (33)
in order to output the received signals at the associated connection (23), and
- at least two additional resonators (R42, R42') are provided with the resonator (R42)
of the at least two further resonators (R42, R42') being provided with an input/output
for feeding signals from a common signal path (A) and for outputting signals to a
common signal path (A),
characterized by the following further features:
- the at least two additionally provided resonators (R42, R42') form a resonator pair
(R42, R42') which are strongly coupled to one another, and
- the two resonators (R42, R42') which are strongly coupled to one another oscillate,
in the coupled state, or two differing coupled resonant frequencies, which are different
to the resonant frequency which the two strongly coupled resonators (R42, R42'), considered
in their own right, each have in the frequency range between the transmission band
and the reception band or, respectively, to which the resonators (R42, R42') are tuned,
- the interval between the two coupled resonant frequencies is wider than the respective
bandwidth of the filter path connected to the duplex filter, and
- both the transmission path and the reception path are coupled to the further resonator
(R42'), which is provided in addition to the resonator (R42) for inputting to/outputting
from the common signal path (A).
2. Radio frequency diplexer having two or more resonators with the following features:
- at least three connections (21, 22, 23) are provided, via which a common signal
path (A), a transmitting device (T) and a receiving device (R) can be connected, with
a transmission path in the radio frequency diplexer being associated with one connection
(21) and a reception path being associated with another connection,
- one or more resonators (R41, R41') are provided which are associated solely with
the transmission path, with one resonator (R41) in the transmission path being provided
with an input (31) for feeding in the transmission signals,
- one or more resonators (R43, R43') are provided or are associated solely with the
reception path, with one resonator (R43) being provided with an output device (33)
in order to output the received signals at the associated connection (23), and
- at least two additional resonators (R42, R42') are provided with the resonator (R42)
of the at least two further resonators (R42, R42') being provided with an input/output
for feeding signals from a common signal path (A) and for outputting signals to a
common signal path (A),
characterized by the following further features:
- the at least two additionally provided resonators (R42, R42') form a resonator pair
(R42, R42') which are strongly coupled to one another, and
- the two resonators (R42, R42') which are strongly coupled to one another oscillate,
in the coupled state, or two differing coupled resonant frequencies, which are different
to the resonant frequency which the two strongly coupled resonators (R42, R42'), considered
in their own right, each have in the frequency range between the transmission band
and the reception band or, respectively, to which the resonators (R42, R42') are tuned,
- the interval between the two coupled resonant frequencies is wider than the respective
bandwidth of the filter path connected to the duplex filter, and
- both the transmission path and the reception path are coupled to the first resonator
(R42) which is provided for inputting to/outputting from the common signal path (A).
3. Radio frequency diplexer according to Claim 1 or 2, characterized in that the resonators comprise coaxial resonators with an outer and an inner conductor (3;
4) and in that the distance between the axes of the inner conductors (42, 42'a) of the resonator
pair (R42, R42') which are strongly coupled to one another is less than the distance
between two further resonators which are located alongside one another on the respective
signal path.
4. Radio frequency diplexer according to one of Claims 1 or 3, characterized in that the radio frequency diplexer has a total of 2n resonators, where "n" is an natural
odd integer, with the resonators preferably being arranged in two rows of "n" resonators
each.
5. Radio frequency diplexer according to one of Claims 1, 3 or 4, characterized in that the three connecting sockets (21, 22, 23) which are provided are fitted on the same
side (19) of the apparatus housing or filter housing (11), for connection of a common
signal path (A), of a transmitter (T) and of a receiver (R).
6. Radio frequency diplexer according to one of Claims 1 to 5, characterized in that at least one resonator, preferably two or more resonators, or preferably all of the
resonators, has or have a coaxial configuration.
7. Radio frequency diplexer according to one of Claims 1 to 6, characterized in that at least one resonator, preferably two or more resonators, or preferably all of the
resonators, is or are in the form of dielectric resonators.
8. Radio frequency diplexer according to one of Claim 7, characterized in that at least one resonator, preferably two or more resonators, or preferably all of the
resonators, is or are in the form of ceramic resonators.
9. Radio frequency diplexer according to one of Claims 1 to 5, characterized in that at least one resonator, preferably two or more resonators, or preferably all of the
resonators, is or are in the form of a stripline.
1. Circuit diviseur de haute fréquence comprenant plusieurs résonateurs, présentant les
éléments suivants :
-- il est prévu au moins trois branchements (21, 22, 23) au moyen desquels peuvent
être branchés une voie de signal commune (A), un agencement émetteur (T) et un agencement
récepteur (R), l'un des branchements (21) étant associé à une ramification d'émission,
et un autre branchement (28) étant associé à une ramification de réception dans le
circuit diviseur de haute fréquence,
-- il est prévu un ou plusieurs résonateurs (R41, R41') qui sont associés uniquement
à la ramification d'émission, un résonateur (R41) de la ramification d'émission étant
doté d'un moyen de couplage (31) pour l'injection des signaux émis,
-- il est prévu un ou plusieurs résonateurs (R43, R43') qui sont associés uniquement
à la ramification de réception, un résonateur (R43) étant doté d'un moyen de découplage
(33) pour le découplage des signaux reçus au branchement associé (23), et
-- il est prévu au moins deux résonateurs additionnels (R42, R42'), l'un des résonateurs
(R42) desdits au moins deux résonateurs additionnels (R42, R42') étant doté d'un dispositif
de couplage/découplage pour injecter des signaux provenant d'une voie de signal commune
(A), ou respectivement pour découpler des signaux vers une voie de signal commune
(A),
caractérisé par les caractéristiques suivantes :
-- lesdits au moins deux résonateurs additionnels (R42, R42') forment une paire de
résonateurs (R42, R42') fortement couplés l'un à l'autre,
-- les deux résonateurs fortement couplés l'un à l'autre (R42, R42') oscillent à l'état
couplé à deux fréquences de résonance de couplage mutuellement différentes, qui sont
différentes de la fréquence de résonance que présentent les deux résonateurs (R42,
R42') fortement couplés, considéré chacun pour soi, dans une de plage de fréquence
respective entre la bande d'émission et la bande de réception, ou à laquelle les résonateurs
(R42, R42') sont accordés,
-- la distance des deux fréquences de résonance de couplage est supérieure à la largeur
de bande respective des ramifications du filtre branchées ensemble pour former un
diviseur de fréquences en duplex, et
-- la ramification d'émission tout comme la ramification de réception sont couplées
à l'autre résonateur (R42') qui est prévu outre le résonateur (R42) pour le couplage/découplage
vers la voie de signal commune (A).
2. Circuit diviseur de haute fréquence comprenant plusieurs résonateurs, présentant les
éléments suivants :
-- il est prévu au moins trois branchements (21, 22, 23) au moyen desquels peuvent
être branchés une voie de signal commune (A), un agencement émetteur (T) et un agencement
récepteur (R), l'un des branchements (21) étant associé à une ramification d'émission,
et un autre branchement (28) étant associé à une ramification de réception dans le
circuit diviseur de haute fréquence,
-- il est prévu un ou plusieurs résonateurs (R41, R41') qui sont associés uniquement
à la ramification d'émission, un résonateur (R41) de la ramification d'émission étant
doté d'un moyen de couplage (31) pour l'injection des signaux émis,
-- il est prévu un ou plusieurs résonateurs (R43, R43') qui sont associés uniquement
à la ramification de réception, un résonateur (R43) étant doté d'un moyen de découplage
(33) pour le découplage des signaux reçus au branchement associé (23), et
-- il est prévu au moins deux résonateurs additionnels (R42, R42'), l'un des résonateurs
(R42) desdits au moins deux résonateurs additionnels (R42, R42') étant doté d'un dispositif
de couplage/découplage pour injecter des signaux provenant d'une voie de signal commune
(A), ou respectivement pour découpler des signaux vers une voie de signal commune
(A),
caractérisé par les caractéristiques suivantes :
-- lesdits au moins deux résonateurs additionnels (R42, R42') forment une paire de
résonateurs (R42, R42') fortement couplés l'un à l'autre,
-- les deux résonateurs fortement couplés l'un à l'autre (R42, R42') oscillent à l'état
couplé à deux fréquences de résonance de couplage mutuellement différentes, qui sont
différentes de la fréquence de résonance que présentent les deux résonateurs (R42,
R42') fortement couplés, considéré chacun pour soi, dans une de plage de fréquence
respective entre la bande d'émission et la bande de réception, ou à laquelle les résonateurs
(R42, R42') sont accordés,
-- la distance des deux fréquences de résonance de couplage est supérieure à la largeur
de bande respective des ramifications du filtre branchées ensemble pour former un
diviseur de fréquences en duplex, et
-- la ramification d'émission tout comme la ramification de réception sont couplées
au résonateur (R42) qui est prévu pour le couplage/découplage vers la voie de signal
commune (A).
3. Circuit diviseur de haute fréquence selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les résonateurs comprennent des résonateurs coaxiaux avec un conducteur extérieur
et un conducteur intérieur (3 ; 4) et en ce que la distance entre les axes des conducteurs intérieurs (42, 42'a) de la paire de résonateurs
(R42, R42') fortement couplés mutuellement est inférieure à la distance entre deux
autres résonateurs qui sont situés l'un à côté de l'autre sur la voie de signal respectif.
4. Circuit diviseur de haute fréquence selon la revendication 1 ou 3, caractérisé en ce que le circuit diviseur de haute fréquence comprend au total 2n résonateurs, "n" étant
un nombre naturel entier impair, et les résonateurs dans deux rangées sont de préférence
agencés à raison de "n" résonateurs à la fois.
5. Circuit diviseur de haute fréquence selon l'une des revendications 1, 3 ou 4, caractérisé en ce que les trois douilles de branchement, prévues (21, 22, 23) pour le raccordement d'une
voie de signal commune (A), d'un émetteur (T) et d'un récepteur (R), sont agencées
sur le même côté (19) du boîtier du dispositif ou du filtre (11).
6. Circuit diviseur de haute fréquence selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'au moins un résonateur, de préférence plusieurs résonateurs, ou de façon préférée
tout les résonateurs, sont réalisés suivant un mode de réalisation coaxial.
7. Circuit diviseur de haute fréquence selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'au moins un résonateur, de préférence plusieurs résonateurs, ou de façon préférée
tout les résonateurs, sont constitués par des résonateurs diélectriques.
8. Circuit diviseur de haute fréquence selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'au moins un résonateur, de préférence plusieurs résonateurs, ou de façon préférée
tous les résonateurs, sont constitués par des résonateurs en céramique.
9. Circuit diviseur de haute fréquence selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'au moins un résonateur, de préférence plusieurs résonateurs, ou de façon préférée
tous les résonateurs, sont constitués par des résonateurs à lignes en rubans.