191163. lajstromszámú szabadalom • Mikrohullámú diplexer elrendezés
3 4 ágazóval megvalósított diplexer kisebb csillapítású, mint a cirkulátorral felépített diplexer. Szeles és egymáshoz közel eső áteresztősávok esetén, viszont a legkedvezőbb választott L, és L2 távolságoknál sem biztosítható a jelek visszaverődés nélküli áthaladása a teljes áteresztősávban, mert a T elágazó átvitele frekvenciafüggő. Ez azt jelenti, hogy hiába teljesítik a szűrők az előírásokat, a belőlük alkotott diplexer elrendezése mégsem alkalmas az előírások megvalósítására. A frekvenciafüggés az L, és L2 távolságok csökkentésével csökkenthető, de ezek minimális nagysága egyenként általában az f, és f2 frekvenciákon mért kgr és A.gf csőtápvonal hullámhosszak fele. Tehát a szűrők között lévő csőtápvonal szakasz L, + L2 hossza mindig nagyobb, mint a nagyobb f2 frekvenciához tartozó kgf csőtápvonal hullámhossz. (Nagyobb frekvenciához űiindig kisebb hullámhossz tartozik.) Ez a tény a T elágazó minimális frekvenciafüggését megadja. A szűrőkkel a gyakorlatban előforduló legszélesebb áteresztősáv is megvalósítható. A T elágazóval felépített diplexernél a T elágazó minimális frekvenciafüggése miatt a megvalósítható áteresztősáv szélességek be vannak korlátozva. A T elágazóból felépített diplexer másik hátránya az, hogy a szűrők elhelyezése miatt nagy a helyigénye. A helyfoglalás szempontjából az a legkedvezőbb, ha - zűrök egymás mellett vannak. Ez jelen esetben csuk úgy oldható meg. ha a T elágazó és a szűrők Közé egy vagy két tápvonal könyököt teszünk be. A önyökök beiktatása miatt az L, és L2 távolságok növekednek, amely viszont az előbbiek alapján nem kedvező. A cél a találmánnyal egy olyan mikrohullámú diplexer elrendezést megvalósítani, amely tartalmazza a cirkulátorból és a T elágazóból felépített diplexerek előnyös tulajdonságait. Kisebb veszteségű és gazdaságosabb, mint a cirkulátorból felépített diplexer. Szélesebb áteresztősávokkal és jobb helykihasználással valósítható meg, mint a T elágazóból felépített diplexer. A találmány által megoldott műszaki feladat olyan szerkezeti elem megkeresése, amely helyettesíti a T elágazót és amellyel két sáválcrcsztő szűrő diplcxcrré kapcsolható Össze. A T elágazót helyettesítő összekapcsoló elem frekvenciafüggése sokkal kisebb legyen, mint a T elágazóé. A találmány szerinti mikrohullámú diplexer elrendezés, amely a 3. ábrán látható, két különböző, de egymástól legfeljebb 25 %-ban eltérő frekvenciájú f, és f2 frekvenciájú jel szétválasztására és összegezésére szolgál. Két csatolt üregrezonátorokból kialakított 1 és 2 sáváteresztő szűrőt tartalmaz, ahol az egyik az f, frekvenciájú jelet, a másik az f2 frekvenciájú jelet ereszti át. Mindkét sáváteresztő szűrő bemenete egy közös csőtápvonal szakasz két különböző végéhez csatlakozik. A közös csőtápvonal szakasz S, + S2' hossza kisebb a két f, és f2 frekvencia közül a nagyob-, bik f2 frekvenciához tartozó kgf csőtápvonal hullám- j hossznál - előnyösen azonos áz egyik f, frekvenciá-' hoz tartozó A.gr csőtápvonal hullámhossz negyedének ; és a másik f2 frekvenciához tartozó Xt, csőtápvonal ' hullámhossz negyedének összegével. A közös csőtáp-1 vonal szakasz belsejében egy F fémtest van, amely fémesen hozzá van erősítve a közös csőtápvonal sza-i kaszhoz kapcsolódó z zérus határfrekvenciájú tápvonal szakasz B belső vezetőjéhez. A találmány szerinti mikrohullámú diplexer elrendezés gyakorlati alkalmazásánál célszerű a csatolt üregrezonátorokból kialakított 1 és 2 sáváteresztő szűröket téglalap keresztmetszetű csőtápvonalba helyezett és a csőtápvonal hossztengelyére merőleges U, és U2 botsorok segítségével megvalósítani. A T elágazót ebben az esetben mindkét szűrő bemenetéhez csatlakozó K közös csőtápvonal szakasz helyettesíti, amelyhez egy Z zérus határfrekvenciájú tápvonal szakasz kapcsolódik. Zérus határfrekvenciájú tápvonal többféle változatban készíthető. Ilyen tulajdonságú a koaxiális vonal, a szimmetrikus és aszimmetrikus szalagvonal, a mikroszalagvonal, illetve minden kétszeresen összefüggő tartományból kialakított levegővel vagy dielektrikummal teljesen vagy részben kitöltött hullámvezető. A Z zérus határfrekvenciájú tápvonal szakaszt előnyös levegővel vagy dielektrikummal kitöltött koaxiális vonal szakasz formájában megvalósítani, amely a 3. ábrán látható. A közös csőtápvonal szakasz belsejébe benyúló, a koaxiális vonal B belső vezetőjéhez fémesen hozzáerősített F fémtest körkeresztmetszetü rúd formájában van megvalósítva. Ez a rúd a koaxiális vonalra adott jeleket a csőtápvonal szakaszba csatolja át. A találmány szerinti diplexer elrendezés 1. első és II. második kapui a sáváteresztő szűrők kimeneteinél, a harmadik kapuja a koaxiális vonalszakasz bemeneténél található. A legegyszerűbb felépítésű diplexer elrendezés akkor adódik, ha a két szűrőt és a szűrők között lévő csőtápvonal szakaszt egyetlen közös csőtápvonalba helyezzük. A szűrők bemenetei és a koaxiális vonalszakasz S, + S2 hosszú. Az áteresztő szűrő és a koaxiális vonal bemenete közötti visszaverődésmentes átvitel megvalósítása érdekében az S,, illetve S2 hossz távolságokat közelítőleg az f, és f2 frekvenciákon mért ncgyedhuilámhosszúságra kell beállítani, így a K közös csőtápvonalszakasz teljes S, + S2 hossza kb. félhullámhossz, illetve kisebb az átvinni kívánt két f, és f2 frekvencia közül a nagyobbik (f2) frekvenciához tartozó csőtápvonal hullámhossznál. A visszaverődésmentes átvitel megvalósításához az S, és S2 hoszszúságokon kívül megfelelően kell megválasztani a csőtápvonalba benyúló F fémrúd hosszát és átmérőjét. A tervezési feladat hasonlít a fémrúddal csatolt szokásos koaxiális-csőtápvonal átmenet tervezéséhez, mert a zárósávban lévő szűrő bemenete rövidzárnak tekinthető. A találmány szerinti diplexer elrendezésben lévő közös csőtápvonal szakasz Sí + S2 hossza legfeljebb a fele a T elágazós diplexernél található L, + L2 távolságú szakasz hosszúságánál. Ezért a találmány szerinti diplexer elrendezés sokkal kisebb frekvenciafüggésű, mint a T elágazós diplexer. így a találmány szerinti diplexer elrendezéssel olyan széles egymáshoz közeli áteresztősávok is megvalósíthatók, amelyek az ismert diplexer elrendezések közül csak a cirkulátoros változattal készíthető el. A két sáváteresztő szűrő egymás mellett is elhelyezhető a 4. ábra szerint, ha a V,, illetve V2 téglalap keresztmetszetű csőtápvonalból kialakított 1. és 2. sáváteresztő szűrök h, és h2 hossztengelyei, illetve szélesebb oldalfalai egymással párhuzamosak és mindkét sáváteresztő szűrő bemenetéhez csatlakozó K közös csőtápvonal szakasz h3 hossztengelye merőleges az 1 és 2 sáváteresztő szűrők h, és h2 hossztenge-91 163 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
