EP0423667A1 - Microwave band filter of the comb-line type - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention se rapporte à un filtre de bande pour hyperfréquences, ce filtre de bande étant du genre filtre en peigne ou "COMB-LINE".The present invention relates to a band filter for microwave frequencies, this band filter being of the comb filter or "COMB-LINE" type.
Parmi les filtres de bande pour hyperfréquences, le filtre en peigne, ou "Comb-Line" est le filtre à constantes réparties qui offre le meilleur compromis, pour un encombrement réduit, entre les pertes d'insertion et les réponses parasites.Among the band filters for microwave frequencies, the comb filter, or "Comb-Line" is the distributed constant filter which offers the best compromise, for a reduced bulk, between insertion losses and parasitic responses.
Sa conception, en technique tri-plaque ou à ruban (micro-strip), le rend directement transposable aux techniques de circuits intégrés dits "MMIC", et fournit une réponse à certains problèmes de filtrage.
- La figure 1 jointe montre schématiquement un filtre Comb-Line de type connu. Ce filtre, qui dans cet exemple est à cinq pôles, est constitué de cinq portions de ligne parallèles 1 à 5, de longueur égale au huitième de la longueur d'onde centrale de fonctionnement dans la bande. Ces lignes, ou "doigts", ont chacune une de leurs deux extrémités court-circuitée à la masse, et leur autre extrémité est libre et est reliée à la masse par une capacité d'accord 6 qui a pour but de régler la fréquence de résonance de chacun des résonateurs tel que 1, 6. Des capacités de
couplage 7, 8 constituent respectivement les organes d'entrée et de sortie de ce filtre.
- The attached FIG. 1 schematically shows a Comb-Line filter of known type. This filter, which in this example has five poles, consists of five
parallel line portions 1 to 5, of length equal to one-eighth of the central wavelength of operation in the band. These lines, or "fingers", each have one of their two ends short-circuited to ground, and their other end is free and is connected to ground by atuning capacitor 6 which aims to adjust the frequency of resonance of each of the resonators such as 1, 6.Coupling capacitors 7, 8 respectively constitute the input and output members of this filter.
Ce genre de filtre a pour inconvénient d'avoir une bande figée une fois pour toutes en fonction de sa réalisation physique particulière. Or, en particulier dans les systèmes de télécommunications par satellite, il est en général nécessaire d'avoir deux largeurs de bande (en général 36 et 72 MHz), ce qui oblige à prévoir deux types de filtres en peigne de dimensions radicalement différentes. Or, l'utilisation de filtres en peigne est vivement souhaitée, en raison des dimensions réduites de ce genre de filtre, nécessaires à l'intégration des transpositions de fréquences utilisées en bandes C et KU.This type of filter has the disadvantage of having a band frozen once and for all according to its particular physical realization. However, in particular in satellite telecommunications systems, it is generally necessary to have two bandwidths (in general 36 and 72 MHz), which means that two types of comb filters of radically dimensions must be provided. different. However, the use of comb filters is strongly desired, because of the reduced dimensions of this kind of filter, necessary for the integration of the frequency transpositions used in C and KU bands.
L'invention vise à remédier à cet inconvénient.The invention aims to remedy this drawback.
Elle se rapporte à cet effet à un filtre de bande pour hyperfréquences du type filtre en peigne comprenant plusieurs portions de ligne parallèle de longueurs égales, ayant chacune une première extrémité court-circuitée à la masse suivant une première ligne perpendiculaire à la direction desdites portions de ligne, caractérisé en ce que ces portions de lignes on chacune leur seconde extrémité, libre, reliée à la masse par une capacité d'accord, des capacités de couplage constituant respectivement les organes d'entrée et de sortie de ce filtre, et en ce que ledit filtre comporte une ligne commune basse impédance qui relie les premières extrémités de ces portions de lignes suivant une seconde ligne parallèle à la première telle que le bord le plus éloigné de ladite ligne commune par rapport à la première ligne soit à une distance déterminée de celle-ci.It relates for this purpose to a band filter for microwave of the comb filter type comprising several portions of parallel line of equal lengths, each having a first end short-circuited to ground along a first line perpendicular to the direction of said portions of line, characterized in that these line portions each have their second end, free, connected to ground by a tuning capacity, coupling capacities constituting respectively the input and output members of this filter, and in this that said filter comprises a low impedance common line which connects the first ends of these line portions along a second line parallel to the first such that the edge farthest from said common line with respect to the first line is at a determined distance from this one.
L'invention sera bien comprise, et ses avantages et autres caractéristiques ressortiront, lors de la description suivante de quelques exemples non limitatifs de réalisation, en référence au dessin schématique annexé dans lequel :
- - Figures 2 à 7 sont des schémas de principe de six exemples d'exécution de ce filtre ;
- - Figure 8 est une vue perspective éclatée partielle d'une réalisation tri-plaque de ce filtre et ;
- - Figure 9 est une vue en coupe du filtre de la figure 8.
- - Figures 2 to 7 are block diagrams of six examples of execution of this filter;
- - Figure 8 is a partial exploded perspective view of a tri-plate embodiment of this filter and;
- - Figure 9 is a sectional view of the filter of Figure 8.
Le filtre représenté à la figure 2 est dérivé du filtre en peigne classique de la figure 1 en interposant, aux pieds de masse des cinq doigts 1 à 5 de ce filtre, une ligne commune 9 à basse impédance entre ces doigts 1 à 5 et la masse. Dans cet exemple, la ligne 9 a une largeur L sensiblement égale à celle du filtre, et une longueur l du même ordre de grandeur que la largeur de chacun des doigts 1 à 5. Cette ligne 9 est, dans cet exemple de réalisation, rapportée par soudage sur les pieds de masse des cinq doigts 1 à 5. On observe alors que la bande passante du filtre en peigne, qui était par exemple (dans le cas de la figure 1) de l'ordre de 15 à 17 Mégahertz, passe (dans le cas de la figure 2) à 36 Mégahertz environ. On observe qu'avec ce nouveau filtre (figure 2), les performances d'adaptation aux accès sont conservées, un réajustement des capacités 6 d'accord en fréquence étant toutefois nécessaire en raison de la diminution de l'impédance caractéristique des doigts 1 à 5.The filter represented in FIG. 2 is derived from the conventional comb filter of FIG. 1 by interposing, at the ground feet of the five
La figure 3 montre un filtre réalisé de la même façon que celui de la figure 2, mais en interposant cette fois-ci une ligne basse-impédance 10 de même largeur L mais de longueur l′ double à celle, 9, de cette figure 2. On observe alors que la bande passante de cet autre nouveau filtre est encore plus élargie, pour atteindre environ 72 Mégahertz.FIG. 3 shows a filter produced in the same way as that of FIG. 2, but this time interposing a low-
En augmentant cette longueur l, la bande passante augmente encore, et l'on peut ainsi faire varier cette dernière dans un rapport de 1 à 10.By increasing this length l, the bandwidth further increases, and it is thus possible to vary the latter in a ratio of 1 to 10.
Une forme de réalisation très commode d'un filtre de mêmes performances que celui de la figure 2 est représenté à la figure 4 : il est simplement réalisé en rapportant par soudure, à une distance l par rapport à la masse, du côté des "pieds de masse" des doigts 1 à 5, un fil étamé 11 parallèlement au plan de masse, le fil 11 remplaçant du point de vue électrique la bande métallique 9 de la figure 2.A very convenient embodiment of a filter with the same performance as that of FIG. 2 is shown in FIG. 4: it is simply produced by welding together, at a distance l from the mass, on the side of the "feet of mass "of the
De même, la figure 5 montre qu'il est possible de réaliser simplement un filtre de mêmes performances que celui de la figure 3 en rapportant ce même fil 11 à la distance l′ par rapport à la masse.Likewise, FIG. 5 shows that it is possible to simply produce a filter of the same performance as that of FIG. 3 by relating this
Enfin, les figures 6 et 7 montrent respectivement une forme de réalisation des filtres selon les figures 2 et 3, par intégration totale des lignes à basse impédance 9 et 10 à la structure du filtre, sans discontinuités, les ensembles (1 à 5 et 9) et (1 à 5 et 10) étant réalisés chacun d'un seul bloc.Finally, FIGS. 6 and 7 respectively show an embodiment of the filters according to FIGS. 2 and 3, by total integration of the
Ce type de filtre se prête aussi bien à une réalisation par lignes à ruban, par technologie tri-plaque, que par technologie intégrée (application possible en MMIC). Les rubans rapportés 9, 10 peuvent être soudés, vissés, ou thermocompressés.This type of filter lends itself as well to production by ribbon lines, by tri-plate technology, as by integrated technology (possible application in MMIC). The attached
A titre d'exemple de réalisation, les figures 8 et 9 montrent une réalisation pratique en technologie tri-plaque.As an example of an embodiment, FIGS. 8 and 9 show a practical embodiment in tri-plate technology.
On distingue sur ces figures les doigts 12 et la ligne basse impédance 13, qui sont réalisés d'un seul tenant, des trous taraudés 14 étant prévus pour pouvoir rapporter, par vissage, une autre plaque transversale pour élargir, si besoin est, le bande passante de ce filtre. Un boîtier 15 est classiquement prévu aussi bien pour ce filtre en peigne que pour la partie restante du circuit (tel que par exemple un Correcteur de Temps de Propagation de Groupe).We distinguish in these figures the
Le filtre en peigne lui-même est refermé par un couvercle vissé 16 (vis 17 et 18), tandis qu'un couvercle 20 vient refermer, grâce aux vis 18 et 19, le boîtier lui-même 15.The comb filter itself is closed by a screwed cover 16 (
Le filtre qui vient d'être décrit permet :
- le choix de l'implantation d'une bande spécifique;
- la modification facile de la bande passante au cours de la vie du produit;
- d'atteindre le meilleur compromis, pour les très larges bandes passantes, entre la sensibilité des couplages, liée aux précisions de positionnement de deux doigts, et la réalisation physique de la ligne à basse impédance (pour une valeur maximale de capacité).The filter which has just been described allows:
- the choice of the location of a specific band;
- easy modification of bandwidth during the life of the product;
- to achieve the best compromise, for very wide bandwidths, between the sensitivity of the couplings, linked to the positioning accuracy of two fingers, and the physical production of the line at low impedance (for a maximum capacity value).
Les techniques de réalisation par lignes à ruban ou par technologie tri-plaque autorisent des réalisations similaires de 100 MHz à 10 GHz.The production techniques by ribbon lines or by tri-plate technology allow similar realizations from 100 MHz to 10 GHz.
D'autres supports de propagation sont utilisables, mais est surtout intéressante l'application MMIC pour la réalisation de filtres intégrés (de 500 MHz à 3 GHz en bande passante), pour les intégrations futures entre 3 et 20 GHz.Other propagation media can be used, but the MMIC application is especially interesting for the realization of integrated filters (from 500 MHz to 3 GHz in bandwidth), for future integrations between 3 and 20 GHz.
Comme il va de soi, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits, mais est au contraire susceptible d'être réalisée sous d'autres formes équivalentes.It goes without saying that the invention is not limited to the exemplary embodiments which have just been described, but is on the contrary capable of being produced in other equivalent forms.
Claims (5)
Applications Claiming Priority (2)
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FR8913785A FR2653597B1 (en) | 1989-10-20 | 1989-10-20 | BAND FILTER FOR MICROWAVE FILTER TYPE MICROWAVE. |
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