173936. lajstromszámú szabadalom • Csőtápvonalban felépített mikrohullámú sáváteresztő szűrő
5 173936 6 belső szélességi méretének 20%-a körül legyenek. A találmány esetében ebből a szempontból csak a fix hosszúságú hangoló 6 fémrúd átmérőjét kell figyelembe venni. A rezonátor finom hangolását ellátó változtatható hosszúságú hangoló 7 fémrúd átmérőjét veszteségek szempontjából a találmány előnyös felépítéséből adódóan nem szükséges a 20% körüli értékre beállítani. A találmány további előnye az ismert fémrudas hangolású szűrőkhöz képest, hogy kedvezőbb kialakítást eredményez a környezeti hőmérsékletváltozástól függő szűrőparaméterek függőségének csökkentésére. Ismeretes, hogy mikrohullámú szűrőknél az előbbi probléma egyik megoldásaként INVAR anyagú csőtápvonalat alkalmaznak szűrő készítésére. A másik ismert eljárás — INVAR anyagú csőtápvonal megkerülésére — kompenzáció alkalmazása a szűrő üregrezonátoraiban. Ez utóbbi módszer határfrekvencia alatt üzemelő csőtápvonalszűrők rezonátorainál is járható út számos alkalmazás esetén. Ezeknél a szűrőknél ugyanis a környezeti hőmérsékletváltozással járó csőtápvonalméret változást, amely a határfrekvencia alatt üzemelő csőtápvonal és ezzel együtt a rezonátor induktív reaktanciáját változtatja meg ismert módon a rezonátor kapacitív hangoló elemével kompenzálják. Ezt azáltal érik el, hogy a rezonátor egyetlen kapacitív hangoló fémrúdját a csőtápvonal anyagához képest más hőtágulási együtthatóval rendelkező anyagból készítik. Ennélfogva adott hőmérséklet tartományon belül a kompenzálás egyetlen hőmérsékleten következik be, de a hőmérséklet tartomány határain viszonylag jelentős eltérést eredményez a rezonátor rezonancia frekvenciájának megváltozásában a rezonátort hangoló egyetlen fémrúd anyagának megválasztásától függően. A találmány szerint kialakított rezonátor két 6,7 hangoló fémrudat alkalmaz a rezonátor rezonancia frekvenciájának beállítására. Ennélfogva az ismert fémrudas hangolású rezonátor megoldáshoz képest eggyel több szabad paraméterrel rendelkezik a kompenzáláshoz szükséges anyagok meghatározásában. Következésképpen adott hőmérséklet tartományon belül kedvezőbb kompenzálást biztosít az ismert megoldásoknál. A 2. ábrán a találmány szerint kialakított rezonátorokból álló mikrohullámú sáváteresztő szűrő egy kiviteli példáját ismertetjük a találmány alkalmazásának bemutatására. A 4 GHz-es frekvenciasávra készült sáváteresztő szűrő R 100-as típusú 10,16 x 22,86 mm-es belső méretű, tombak anyagú csőtápvonalban lett kialakítva, amelynek határfrekvenciája 6, 56 GHz. A sáváteresztő szűrő 8 tápvonalcsatlakozókon keresztül R 40-es típusú 29,083 x 58,17 mm-es belső méretű 4 GHz-es csőtápvonalhoz csatlakozik. A szűrő a találmány szerint kialakított rezonátorokból négyet tartalmaz. A rezonátorok fix hosszúságú hangoló 6 fémrúdjai sárgarézből készültek és a szűrő csőtápvonalának egyik szélesebbik 4 oldalfalára ezüstforrasztással vannak rögzítve. A változtatható hosszúságú 7 hangoló fémrudak INVAR anyagból készültek és csúszó kontaktus mellett vannak erősítve az 1 csőtápvonal másik Szélesebbik 5 oldallapjára. A fix hosszúságú 6 hangoló fémruu-uc és a változtatható hosszúságú hangoló fémrudak rezonátoronként közös tengelyt alkotnak. A fix hosszúságú hangoló fémrudaknak az 1 csőtápvonalba való benyúlási hossza 8 mm és átmérőjük 4,5 mm. A kívánt szűrőkarakterisztika eléréséhez a szűrő rezonátorait minden esetben egymással megfelelő csatolásba kell hozni. A csatolás ismert módjait a példában alkalmazott megoldással együtt a következőkben ismertetjük. Leggyakoribb ismert megoldás csatolás kialakítására, hogy a szűrő rezonátorait tartalmazó határfrekvencia alatt üzemelő csőtápvonalban a szomszédos rezonátorokat, vagy rezonátor szakaszokat összekapcsoló csőtápvonal szakasz biztosítja a megfelelő kölcsönös csatolást. Mivel elosztott paraméterű felépítésről van szó, ezért szigorú határvonal természetesen nem húzható a rezonátor szakasz és a rezonátorokat egymáshoz csatoló csőtápvonal szakaszok elválasztására. A csatoló csőtápvonal szakaszok hosszát, pontosabban a rezonátorok egymás közötti távolságát adott feladat kielégítéséhez tervezéssel, vagy kísérleti úton kell meghatározni. Gyakran használt ismert megoldás még - a szűrő hosszméretének csökkentése érdekében — induktív reaktanciát megvalósító elemek elhelyezése a szomszédos rezonátorokat csatoló tápvonal szakaszokba. Ezen induktív elemek reaktanciái hozzáadódnak a csatolást biztosító csőtápvonal szakasz induktív reaktanciájához, és ennélfogva adott csatolás megvalósításához kisebb hosszméretű csőtápvonal szakaszokra van szükség a szűrő szomszédos rezonátorai között. A 2. ábrán bemutatott példában is ez utóbbi csatolási módot alkalmaztuk a sáváteresztő szűrő hosszméretének csökkentése érdekében. Ezért a szomszédos rezonátorok közötti csatoló csőtápvonal szakaszokba az 1 csőtápvonal szélesebbik 4,5 oldallapjait fémes összekötő, induktív reaktanciát megvalósító 9 induktív botokat helyeztünk el. A kívánt csatolás folyamatos beállítására pedig a 9 induktív botok síkjában elhelyezett 10 kapacitív hangoló csavarok szolgálnak. A szűrő két szélső rezonátorától kezdődő és a szűrő bemenetét illetve kimenetét képező 8 tápvonalcsatlakozók csatlakozási síkjáig terjedő 11 csőtápvonal szakaszok magassági és szélességi méretét ebben a példában úgy választottuk meg, hogy a szűrő 1 csőtápvonalának méretei, valamint a szűrőhöz csatlakozó alapmódusú 4 GHz-es csőtápvonal méretei között legyenek. Ez a kialakítás adott szűrő esetén szorosabb csatolású beállítást tesz lehetővé az alapmódusú 4 GHz-es csőtápvonalhoz való csatlakozásnál. A 2. ábrán bemutatott sáváteresztő szűrőből több példány készült. A szűrők hossza a bemenetét és kimenetet képező tápvonal csatlakozókkal együtt 75 mm. A szűrők reflexiós karakterisztikára lettek beállítva. Az 1,2-es feszültség-állóhullám arányhoz tartozó sávszélességük tipikusan 100 MHz. Beiktatási csillapításuk (áteresztősáv középső frekvenciáján mérve) tipikusan 0,2 dB. Ez a mért beiktatási csillapítás érték - a viszonylag nagy sávszélesség mellett is — igen kedvező és elsősorban a találmány szerinti rezonátor kialakítás előnyös tulajdonságaiból származik. Ugyancsak ked-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
