163537. lajstromszámú szabadalom • Elrendezés helikális rezonátorok összekapcsolására és helikális rezonátorokból felépített sávszűrő

163537 3 4 tekercs árammentes, az energia teljesen elektromos térré alakul át. A kiterített belső vezető hossza közelítőleg 4 , ahol X a rezonáns frekvenciához tartozó hullámhossz. Az adott elrendezésben az elektromos helyettesítő kép egy párhuzamos rezgőkör, amelynek antirezonáns frekvenciáját a belső tekercset alkotó 3 spirális belső ér induktivitása és a fallal képezett kapacitása határozza meg. A 2. ábrán látható a X hullámhosszban mért 1 hosszúság függvényében a helikális rezonátor belső erének mentén az I áram és az U feszültség, illetve a H mágneses és az E elektromos térerősség leegyszerűsített eloszlása. A 2/a ábra a helikális rezonátor részben kiterített képe. A 2/b ábra a belső ér mentén a földelési ponttól feltüntetett U feszültség eloszlás, illetve annak megfelelő E elektromos téreloszlás képe a X hullámhosszban kifejezett hosszúság függvényében. A 2/c ábra a belső ér mentén a földelési ponttól feltüntetett I áram eloszlás, illetve annak met delelő H mágneses téreloszlás képe a X hullámhosszban kifejezett 1 hosszúság függvényében. Az egyszerűség kedvéért a 3 belső eret kiterítve ábrázoltuk. A tér kialakulása azonban csak a rezonátor geometriai méreteire vonatkozó, az irodalomban található szigorú feltételek betartása mellett közelíti meg igen jól ezt a téreloszlást. A 3/a ábrán látható két helikális rezonátornak az irodalomból ismert módon kivitelezett Összekapcsolása és csatolása. Az elektromos helyettesítőkép a 3/b ábrán látható. Ebben a megoldásban a közös 5 oldalfalba a 4 rés van elhelyezve, amelyet, ha a 3 spirális belső ér földelési pontjának közelében helyezünk el, akkor a mágneses tereket csatoljuk egymáshoz. Ez induktív csatolásnak felel meg. A 3 spirális belső ér nyitott végeinek környezetében elhelyezett 4 rés — az elektromos terek maximumának környezetében — az elektromos tereken keresztül kapacitív csatolást hoz létre. Az irodalomban található 10%-os pontosságot biztosító méretezési eljárás, amellyel ezen rés területét meg lehet határozni. A rés területe az árnyékoló serleg keresztmetszetének 40—100%-a között van 1—10%-os relatív sávszélességű szűrő esetében. Ha ezt a tényt összevetjük a 2/b 2|c ábrán látható, az E és H eloszlására vonatkozó görbékkel, akkor jól látható, hogy az oldalfalon elhelyezett réssel a valóságban sem tiszta kapacitív, sem tiszta induktív csatolás nem állítható elő, mivel a rés felső (vagy alsó) végén már a nem kívánt H (vagy E) terek is csatolódnak egymással. A szűrő elkészítésekor, mivel a rés mérete nem határozható meg pontosan, többszöri korrekcióra van szükség. A találmány szerinti megoldás célja kettő vagy több helikális rezonátor oly módon történő összekapcsolása, hogy lehetőleg tisztán csak az elektromos vagy mágneses terek kapcsolódjanak egymással, ugyanakkor a helikális rezonátorok csatolási tényezője egyszerűen változtatható legyen. Célja továbbá egyszerűen kialakítható, könnyen beállítható, egynél több helikális rezonátorból álló olyan sávszűrő, amely tetszőleges ingadozású Csebisev szűrőkarakterisztikával vagy maximális laposságú átviteli karakterisztikával rendelkezik. A találmány szerinti megoldás lényege, hogy a helikális rezonátorokat nem egymás mellé helyezzük és belső elektromos, illetve mágneses tereiket csatoló hurokkal vagy réssel vagy más ismert módon csatoljuk egymással, hanem a találmány szerint a helikális rezonátorok elektromosan, illetve mágnesesen azonos jellegű végeikkel úgymint a földelt spirális belső ér véget a földelt spirális belső ér véggel, illetve a földeletlen spirális belső ér véget a földeletlen spirális belső ér véggel szembefordítva — előnyösen a spirális belső eret alkotta tekercsek tengelye irányába -helyezzük el. így megvalósítjuk, hogy az egyik helikális rezonátor spirális belső erőnek végén lévő elektromos vagy mágneses tér a másik helikális rezonátor végén levő ugyancsak elektromos vagy mágneses térrel közel ideális körülmények között kapcsolódjon egymással. Továbbá a találmány szerint a helikális rezonátorok egymással szembefordított, csatlakozó végeiknél az árnyékoló serleg az elektromos vagy mágneses tér szempontjából részben -célszerűen teljesen - nyitott. Továbbá a kettő vagy több helikális rezonátorból kialakított sávszűrő elektromosan, illetve mágnesesen egymástól független legalább egy be- és egy kicsatolással van ellátva, amelyeket célszerűen a szűrő egymással ellentétes két végén helyezünk el. Ha a sávszűrő kettőnél több helikális rezonátorból áll, akkor is elegendő csupán egy be- és egy kicsatolás, mivel a közbeiktatott helikális rezonátorok, illetve szűrőtagok előnyösen csak árnyékoló falból és spirális belső érből vannak kialakítva külön veszteséget okozó, szűrőtagonkénti külön becsatoló és külön kicsatoló hurok nélkül. A spirális belső ér természetesen lehet különösen magasabb frekvenciatartományban egy menetből vagy menetrészből álló is, ez esetben is a találmány szerinti megoldás közelíti meg legjobban az ideális csatolási feltételeket. A fentiek alapján kettőnél több helikális rezonátorból álló sávszűrőt úgy építünk, hogy árnyékoló serlegből ki-, illetve becsatolóból és spirális belső érből álló kezdő és záró helikális rezonátor szűrőtag közé előnyösen csupán spirális belső érből és mindkét végén részben - célszerűen teljesen - nyitott árnyékoló serlegből álló egy vagy több szűrőtagot iktatunk be. Az egymással kapcsolódó helikális rezonátorok csatolási tényezőinek megváltoztatása a találmány szerint legegyszerűbben és legelőnyösebben úgy valósítható meg, ha a spirális belső erek egymástól való távolságát a spirális belső erek által alkotott tekercsek tengely irányában megváltoztatjuk. Megváltoztatható a csatolási tényező úgy is, hogyha ä spirális belső erek alkotta tekercsek középtengelyeit egymáshoz képest eltoljuk vagy azok egymással bezárt szögét megváltoztatjuk. A csatolási tényező megváltoztatható más módon is, mint pl. a tér elektromos, illetve mágneses tulajdonságait megváltoztató elemek behelyezésével vagy közbeiktatásával. A körkeresztmetszetű árnyékoló serleggel rendelkező helikális rezonátorokból felépített sávszűrőben a spirális belső erek egymáshoz viszonyított távolságát legegyszerűbben az árnyékoló serlegen kívül elhelyezett menetes közdarab segítségével valósíthatjuk meg. Ugyanakkor négyszögletes, téglalap vagy szögletes keresztmetszetű árnyékoló serleggel rendelkező helikális rezonátorokból felépített sávszűrőben a spirális belső erek egymáshoz viszonyított távolságát az árnyékoló serlegen kívül elhelyezett, 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2