151731. lajstromszámú szabadalom • Mikrohullámú harmonikus szűrő
151731 dálytalánul engedi át az elektromágneses hullámokat, a rezonanciától távoleső frekvenciákon viszont reflektálja azokat. Egy irisz reflektív csillapításának frekvenciafüggését TEio módusban beeső elektromágneses hullámok számára a 2. ábra mutatja. Az abszcissza tengelyre az f frekvenciát, az ordináta tengelyre a Cs csillapítást vittük fel. Itt f0 a rezonanciafrekvencia. Az áteresztősávt reflexió csökkentésére az 1 tápvonal tengelye mentén TC/2 elektromos távolságra több 2 rezonáns Íriszt helyezhetünk el (3. a—b ábra). Az így kialakított szűrőnek az áteresztősávban érvényes ismert koncentrált paraméterű helyettesítő képe a 4. ábrán látható. Az egyes rezonáns Íriszek azonos f0 rezonanciafrekvenciára vannak hangolva. A rezonáns irisz alkalmazása esetén a Q;... Qn jósági tényezők értékének megfelelő beállításával elérhető, hogy 3. reflexiótényező az áteresztősávban a frekvenciának 2n-ed fokú maximális lapos vagy Csebisev polinom karakterisztikájú legyen. Ez a beállítás széles sávban, kis reílexiójú szűrők megvalósítását teszi lehetővé. Az áteresztősáv frekvenciáinál lényegesen nagyobb frekvenciákon azonban a csőtápvonalban az elektromágneses hullámok más módusokban is terjedhetnek. Ez a szűrő zárósávi csillapításának (a beeső elektromágneses hullám erőtér-struktúrájától is függő) erős romlását eredményezi. E megoldás geometriája egyszerű, technológiája nehézségeket nem okoz, de abban az esetben, amikor a zárósáv frekvenciái sokkal nagyobbak az áteresztősáv frekvenciáinál (pl. a harmonikus szűrők esetében) a többmódusú terjedés nagyon lerontja a zárósávi csillapítást. Ezen a hiányosságon igyekeztek barázdált felületű csőtápvonal alkalmazásával segíteni. Amint az 5. a—6. c ábrán három nézetben, ill, metszetben látható, az 1 csőtápvonalhoz a tápvonal egyik oldalfalán barázdák (melléküregek) sorát csatolják. A melléküregek a tápvonal tengelyére merőlegesen helyezkednek el és rezonanciafrekvenciájuk környezetében a tápvonalat határfrekvencia alatti tápvonallá teszik, tehát az elektromágneses hullámok amplitúdója exponenciálisan csökken a tápvonal tengelye mentén. A szűrő zárósávi csillapítása a barázdált felületű tápvonal szakasz hosszának nevelésével igen nagy értékűre állítható be. A melléküregek (barázdák) mélységének változtatásával az is elérhető, hogy a szűrő többmódusú terjedés esetén is erősen csillapítsa a zárósávba eső frekvenciájú elektromágneses hullámokat. A barázdált felületű tápvonalszakaszt széles frekvenciasávban illeszteni kell' a csőtápvonalhoz. A szélessávban kisreflexiójú illesztéshez a nagy hullámellenállás viszony és a melléküregek következtében a frekvenciától erősen függő terjedési tényező miatt, nagyon hosszú inhomogén tápvonal átmenetre van szükség. Ez a szűrő bonyolult felépítésű és nagyméretű. Emellett nem biztosítja a szigorú hullámillesztési feltételek kielégítését. A találmány tárgyát képező szűrő a fenti hiányosságokat megszünteti, tehát nagy zárósávi csillapítás mellett szigorú hullámillesztési feltételek biztosítását is lehetővé teszi. Ezt a 5 hatást azáltal érjük eíl, hogy a csőtápvonalban új szűrőelemet: barázdált felületű rezonáns iriszt alkalmazzuk. A találmány szerinti barázdált felületű rezonáns irisz egyesíti magában az ismert rezonáns íriszek jó áteresztősávi tu-1° lajdonságait. Alkalmazása különösen olyan esetekben előnyös, amikor a zárósáv frekvenciái lényegesen nagyobbak az áteresztősáv frekvenciáinál (pl. harmonikusok szűrése), és a nagy zárósávi csillapítás mellett szigorú hullámillesz-15 tési követelményeket kell kielégítenünk az áteresztősávban. A találmány szerinti új szűrőelem, a barázdált felületű rezonáns irisz egy példaként! kialakítását, a 6. a—6. c ábrákon mutatjuk be 20 perspektivikusan, hosszmetszetben, illetve oldalnézetben. A barázdált felületű rezonáns írisz igen jól vezető fémből készült A, B, C, D oldallapokkal határolt derékszögű négyszögkeresztmetszetű 1 25 tápvonal hossztengelyére merőlegesen elhelyezett vastag 4 fémlemez, amelyen az 1 tápvonal A, B, C, D oldalaival párhuzamos oldalakkal határolt 5 nyílás van, amely nyílás mindkét ai és bi mérete kisebb az 1 csőtápvonal meg-30 felelő a és b méreténél (ai < a és bi < b). A vastag 4 fémlemezben ily módon keletkezett derékszögű négyszögkeresztmetszetű csőnek a csőtápvonal szélesebbik A oldalfalával párhuzamos Ai és Ci oldalfalain a csőtápvonal ten-35 gelyére merőlegesen és a vastag lemezzel párhuzamosan t szélességű 1 mélységű téglatest alakú 6 barázdákat alakítottunk ki. A barázdák t szélesség méretét úgy méretezzük, hogy a zárósávban a barázda alkotta melléküreg a 40 csőtápvonal tengelyére merőleges tengelyű tápvonalként vezesse az elektromágneses hullámokat, az áteresztősávban viszont határfrekvencia alatti tápvonal legyen. Az irisz ai és bi ablakméreteinek segítségével állítható be az áteresz-45 tősávban a rezonáns irisz által képviselt párhuzamos rezgőkör rezonancia frekvenciája és jósági tényezője. A barázda alkotta melléküregek 1 mélységének értékétől függ a zárósávi frekvenciasáv. Az 50 1 méret helyes beállításával elérhető, hogy a zárósávban a rezonáns irisz aiXbi tápvonala határfrekvencia alatti tápvonal legyen, amelynek tengelye mentén az elektromágneses hullámok amplitúdója exponenciálisan csökken. 55 Ezzel megszüntettük a rezonáns Íriszeknek azt a hibáját, hogy csillapításuk az áteresztősávnál lényegesen nagyobb frekvenciák tartományában a beeső elektromágneses hullám erőterétől függően lecsökken. 60 Láttuk, hogy a barázdált felületű írisz az áteresztősávban rezonáns íriszként viselkedik és párhuzamos rezgőkörrel helyettesíthető. A párhuzamos rezgőkörökből az előzőekben leírt módon szélessávú mikrohullámú szűrők építhetők 65 fel, ha azokat a tápvonal tengelye mentén úgy 2
