Configuración de filtro.

Configuración de filtro coaxial con las siguientes características:

- con un conductor interior de AF

(1) con una línea de transformación (1'), que se extiende entre dos segmentos de conductor interior (1") tendidos decalados entre sí en la dirección longitudinal del conductor interior de AF (1),

- con una configuración de conductor exterior con forma tubular (11), que presenta una sección redonda o cuadrada, dentro de la cual está dispuesto coaxialmente el conductor interior de AF (1) con la línea de transformación (1'),

- con al menos dos líneas de derivación (5; 5a, 5b, 5c), que están conectadas electrogalvánicamente en un punto de conexión (7a) a la línea de transformación (1'), para lo cual las líneas de derivación (5; 5a, 5b, 5c) están unidas mecánica y eléctricamente con la línea de transformación (1'),

- las líneas de derivación (5; 5a, 5b, 5c), de las que al menos hay dos, están configuradas como bandas de metal eléctricamente conductoras, presentando las bandas de metal una longitud, una anchura (B) y un espesor (D) y siendo la anchura (B) transversalmente a la extensión longitudinal de la banda metálica mayor que su espesor (D),

- la línea de transformación (1') y las líneas de derivación (5; 5a, 5b, 5c), de las que al menos hay dos adicionales y que presentan en cada caso solamente una estructura de conductor interior, están dispuestas en una configuración de conductor exterior (11) común, y

- al menos una de ambas líneas de derivación (5; 5a, 5b, 5c) que derivan de la línea de transformación (1') y configuradas a modo de una banda metálica, presenta un segmento (7') que tiene más del 60% de la longitud total de la correspondiente línea de derivación (5; 5a, 5b, 5c), discurriendo este segmento (7') en paralelo al conductor interior de AF (1) o formando un ángulo (α) inferior a 10º respecto a la línea interior de AF (1).

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2010/002479.

Solicitante: KATHREIN-WERKE KG.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: ANTON-KATHREIN-STRASSE 1-3 83022 ROSENHEIM ALEMANIA.

Inventor/es: STOLLE, MANFRED, HAUNBERGER, THOMAS.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION H — ELECTRICIDAD > ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS > GUIAS DE ONDAS; RESONADORES, LINEAS, U OTROS DISPOSITIVOS... > Dispositivos auxiliares (dispositivos de acoplamiento... > H01P1/202 (Filtros coaxiales (cavidades coaxiales en cascada H01P 1/205))

PDF original: ES-2511996_T3.pdf

 

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Ilustración 1 de Configuración de filtro.
Ilustración 2 de Configuración de filtro.
Ilustración 3 de Configuración de filtro.
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Configuración de filtro.

Fragmento de la descripción:

Configuración de filtro.

La invención se refiere a una configuración de filtro según el preámbulo de la reivindicación 1.

En muchos sectores de la electrotecnia y en particular también en la técnica de las comunicaciones y de la telefonía móvil tienen gran importancia las configuraciones de filtros y dentro de ellas a su vez los filtros de bloqueo. Tales filtros de bloqueo pueden realizarse, tal como se sabe, por ejemplo mediante una conexión en paralelo de una bobina y un condensador en forma de un circuito oscilante. Las configuraciones de filtro de las que se trata pueden estar constituidas entonces por ejemplo por un pasoalto (HP), un pasobajo (TP) o un pasabanda (BP), constituidos por ejemplo por circuitos serie y/o circuitos paralelo de componentes L/C.

Tales configuraciones de filtro o filtros de circuito de bloqueo se utilizan en la técnica de la telefonía móvil a menudo para el funcionamiento de antenas multibanda, para lograr por ejemplo un desacoplamiento de aprox. 5 dB entre las bandas de frecuencias. Así pueden utilizarse tales filtros por ejemplo también para el desacoplamiento intersistema en antenas multibanda, ya que aquí se necesitan filtros de bloqueo adicionales para lograr el desacoplamiento de 5 dB antes citado entre las bandas de frecuencias. Además debe quedar garantizada en la zona de paso permitido de la banda de frecuencias a transmitir una buena adaptación (VSWR) y una baja atenuación.

Finalmente se han conocido además también soluciones en las que una línea de transformación, así como las correspondientes líneas de derivación, como líneas microstrip (microcinta) están constituidas sobre una placa de circuitos. Tales soluciones han de considerarse conocidas por ejemplo por la publicación previa "Microstrip Filters for RF/Microwave Applications" (filtros de microcinta para aplicaciones RF/microondas), Wiley Series in Microwave and Optical Engineering, de John Wiley & hijos, Inc., 21, Jia-Sheng Hong y M.J. Lancaster, capítulo 6, páginas 161 - 19, así como el capítulo 5 "Lowpass and Bandpass Filters" (filtros pasobajo y pasabanda) de la misma publicación previa, precisamente en las páginas 19 a 121.

Una configuración de filtro microstrip comparable en este sentido ha de considerarse conocida por ejemplo también por el documento V.S. MÓTTÓNEN Y COLAB.: "Subharmonic Waveguide Mixer AT 215 GHZ Utilizing Quasi-vertical Schottky Diodes", (mezclador de guía de ondas subarmónico AT 215 GHZ que utiliza diodos schottky casi verticales), Microwaves and Optical Technology Letters, vol. 27, núm. 2, 2 octubre 2 (2-1-2), páginas 94- 97, XP2589626.

Una configuración de filtro de AF correspondiente ha de considerarse conocida por ejemplo también por el documento US 6 278 341 B1. El filtro está constituido tal que desde un conductor interior de AF salen una o varias líneas de derivación. El conductor interior está dispuesto distanciado del conductor exterior. Las líneas de derivación que salen del conductor interior están dispuestas inmediatamente contiguas a un segmento del conductor exterior.

En otras palabras, la línea de derivación está dispuesta en uno de los lados de un substrato, apoyándose el substrato sobre la correspondiente superficie del conductor exterior, con lo que la línea de derivación interactúa directamente con el conductor exterior.

Al respecto se conoce también el establecimiento de filtros de circuito de bloqueo utilizando cables coaxiales, en vez de las citadas líneas de derivación de microcinta que interactúan directamente con un conductor exterior propio. En este caso derivan de una línea de señales que transmite una señal de AF una o varias líneas de derivación. Para ello están dispuestas sobre una línea de señales de AF por ejemplo uniones por soldadura triples, sirviendo una de estas uniones por soldadura como punto de ramificación para la citada línea de derivación, que termina abierta, es decir, en vacío. Entonces pueden estar dispuestas en la dirección longitudinal de la línea de señales de AF varias líneas de derivación de esa clase tendidas decaladas, que por ejemplo discurren entre dos uniones por soldadura dobles también una sobre otra y que terminan en cada caso libres. Junto a las mismas pueden estar previstos también segmentos de transformación.

Tales filtros que utilizan cables coaxiales (también para las líneas en derivación) son muy sensibles a las tolerancias y debido a su forma constructiva (utilizando las impedancias de cable discretas y las uniones por soldadura) pueden no sintonizarse óptimamente.

Además se ha dado a conocer por ejemplo por el documento US 2,751,558 un filtro de alta frecuencia que, distanciado de una superficie de masa, incluye un conductor interior que se asienta sobre un dieléctrico y debido a ello está mantenido a una cierta distancia de la superficie de masa. En este conductor interior derivan líneas de derivación que discurren helicoidalmente, configuradas sobre un material dieléctrico como conductor de bandas paralelas y debido a ello mantenidas a una cierta distancia de la superficie de masa. La configuración completa está alojada en una carcasa conductora. Así se encuentran el conductor interior y la línea de derivación dispuesta con

forma helicoidal en un plano común a la misma distancia de la superficie de masa, estando predeterminada esta distancia mediante la citada capa eléctrica.

Finalmente remitimos también al documento US 2 392 664 A. Esta publicación previa describe un filtro de frecuencia ultra alta con un conductor interior y un conductor exterior, estando dotado el conductor interior sobre un segmento longitudinal del conductor interior de un pote que rodea por completo el conductor interior. El conductor interior atraviesa entonces el fondo del pote, que está unido electrogalvánicamente con el conductor interior. La pared con forma cilindrica del pote se encuentra entre el conductor interior y el conductor exterior. En una ejecución diferente pueden estar previstos varios potes de este tipo imbricados entre si, lo que trae como consecuencia que la intensidad de AF recorra los potes de bloqueo así formados uno tras otro. Los potes de bloqueo están dispuestos asi en serle, es decir, su forma de actuación es en serie.

Una solución para una sección de transmisión comparable con el antes citado estado de la técnica con un pote de bloqueo dispuesto en un tubo del conductor exterior se ha dado a conocer por ejemplo por el documento US 3 872 412.

Es tarea de la presente invención lograr un filtro mejorado respecto al estado de la técnica, sobre todo un filtro más sencillo y con ello de fabricación más económica.

La tarea se resuelve en el marco de la invención según las características indicadas en la reivindicación 1. Ventajosas configuraciones de la invención se Indican en las reivindicaciones subordinadas.

Debe calificarse de extremadamente sorprendente que en el marco de la invención se logre un filtro de bloqueo, es decir, un filtro de circuito de bloqueo, de estructura muy sencilla y muy fácil de fabricar y que presente a la vez las características eléctricas deseadas. El filtro correspondiente a la Invención presenta ventajas también por cuanto pueden realizarse sin problemas adaptaciones a la frecuencia de bloqueo, etc.

El filtro del circuito de bloqueo correspondiente a la Invención se caracteriza porque, similarmente a en la estructura de un filtro de circuito de bloqueo coaxial correspondiente al estado de la técnica, se utilizan líneas de derivación que derivan de la línea principal que transmite las señales de AF, no teniendo desde luego estas líneas de bloqueo ningún conductor exterior propio, es decir, no están constituidas como líneas coaxiales separadas o líneas de microcinta,... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Configuración de filtro coaxial con las siguientes características:

- con un conductor interior de AF (1) con una línea de transformación (1â?) , que se extiende entre dos segmentos de conductor interior (1â??) tendidos decalados entre sí en la dirección longitudinal del conductor 5 interior de AF (1) ,

- con una configuración de conductor exterior con forma tubular (11) , que presenta una sección redonda o cuadrada, dentro de la cual está dispuesto coaxialmente el conductor interior de AF (1) con la línea de transformación (1â?) ,

- con al menos dos líneas de derivación (5; 5a, 5b, 5c) , que están conectadas electrogalvánicamente en un 10 punto de conexión (7a) a la línea de transformación (1â?) , para lo cual las líneas de derivación (5; 5a, 5b, 5c) están unidas mecánica y eléctricamente con la línea de transformación (1â?) ,

- las líneas de derivación (5; 5a, 5b, 5c) , de las que al menos hay dos, están configuradas como bandas de metal eléctricamente conductoras, presentando las bandas de metal una longitud, una anchura (B) y un espesor (D) y siendo la anchura (B) transversalmente a la extensión longitudinal de la banda metálica mayor 15 que su espesor (D) ,

- la línea de transformación (1â?) y las líneas de derivación (5; 5a, 5b, 5c) , de las que al menos hay dos adicionales y que presentan en cada caso solamente una estructura de conductor interior, están dispuestas en una configuración de conductor exterior (11) común, y

- al menos una de ambas líneas de derivación (5; 5a, 5b, 5c) que derivan de la línea de transformación (1â?) y 20 configuradas a modo de una banda metálica, presenta un segmento (7â?) que tiene más del 60% de la longitud total de la correspondiente línea de derivación (5; 5a, 5b, 5c) , discurriendo este segmento (7â?) en paralelo al conductor interior de AF (1) o formando un ángulo (α) inferior a 10º respecto a la línea interior de AF (1) .

2. Configuración de filtro según la reivindicación 1,

caracterizada porque el segmento (7â?) de la línea de derivación (5; 5a, 5b, 5c) que discurre esencialmente en paralelo o formando un ángulo α inferior a 10º o a 5º respecto a la línea interior de AF (1) , tiene más del 70%, en particular más del 80% y más del 90% o 95% de la longitud total de la correspondiente línea de derivación (5; 5a, 5b, 5c) . 30

3. Configuración de filtro según la reivindicación 1 ó 2,

caracterizada porque el segmento (7â?) discurre a un ángulo (α) inferior a 10º respecto a la línea interior de AF (1) o presenta segmentos con forma de escalón, dispuestos en paralelo a diferentes distancias del conductor exterior (11) y/o a una distancia diferente del conductor interior (1) . 35

4. Configuración de filtro según una de las reivindicaciones 1, 2 ó 3,

caracterizada porque el segmento (7â?) de la línea de derivación (5; 5a, 5b, 5c) , de las que al menos hay una, está unido mecánica y eléctricamente mediante un ángulo de conexión (7) en el punto de conexión (7a) con el conductor interior de AF (1) . 40

5. Configuración de filtro según una de las reivindicaciones 1 a 4,

caracterizada porque el segmento (7â?) de la línea de derivación (5) que discurre esencialmente paralelo al conductor interior de AF (1) está dispuesto al menos aproximadamente paralelo a la pared interior (11â?) de la configuración del conductor exterior (11) . 45

6. Configuración de filtro según una de las reivindicaciones 1 a 5,

caracterizada porque el segmento con forma de banda (7â?) de la línea de derivación (5) está dispuesto en sección convexo y por lo tanto coaxial con la configuración de conductor exterior (11) con forma de cilindro hueco. 50

7. Configuración de filtro según la reivindicación 6,

caracterizada porque la línea de derivación (5) o al menos el segmento que termina libre (7â?) de la línea de derivación (5) , está realizado en sección transversalmente a la extensión longitudinal con forma de arco con un curvado convexo orientado hacia la configuración de conductor exterior (11) y por lo tanto en la dirección de la 55 anchura como máximo con forma semicilíndrica, tal que preferiblemente dos líneas de derivación (5) tendidas decaladas en 180º respecto al conductor interior (1) están dispuestas preferiblemente coaxiales respecto al conductor interior (1) .

8. Configuración de filtro según una de las reivindicaciones 1 a 7, 60

caracterizada porque la impedancia de la configuración de filtro puede ajustarse y/o elegirse previamente diferente modificando la distancia (13) entre el segmento (7â?) de la línea de derivación (5; 5a, 5b) que discurre esencialmente en dirección axial y la pared interior (11â?) de la configuración del conductor exterior (11) y/o modificando la anchura (B) .

9. Configuración de filtro según una de las reivindicaciones 1 a 8,

caracterizada porque sobre el conductor interior de AF (1) y o sobre una línea de derivación (5; 5a, 5b, 5c) , de las que al menos hay una, está insertado un soporte distanciador dieléctrico (17, 19) , con lo que la distancia entre el segmento de las líneas de derivación (5; 5a, 5b, 5c) que discurre esencialmente en paralelo al conductor interior de AF (1) y el conductor interior de AF (1) queda limitada y/o está fijada. 5

10. Configuración de filtro según una de las reivindicaciones 1 a 9,

caracterizada porque sobre el segmento (7â?) de la línea de derivación (5; 5a, 5b, 5c) que discurre esencialmente axial y/o sobre la pared interior (11â?) de la configuración del conductor exterior (11) , está previsto o insertado un distanciador dieléctrico (19) , con lo que la distancia (13) entre el segmento de la línea de derivación (5; 5a, 5b, 10 5c) que discurre esencialmente axial y la pared interior (11â?) de la configuración de conductor exterior (11) queda limitada y/o está fijada.

11. Configuración de filtro según una de las reivindicaciones 1 a 10,

caracterizada porque la longitud de la línea de derivación (5) está dimensionada tal que la configuración de filtro 15 genera un polo de bloqueo con una frecuencia predeterminada.

12. Configuración de filtro según una de las reivindicaciones 1 a 11,

caracterizada porque el espacio dentro de la configuración de conductor exterior (11) que aloja el conductor interior de AF (1) y la línea de derivación (5; 5a, 5b, 5c) , de las que al menos hay una, está relleno total o 20 parcialmente con un dieléctrico.

13. Configuración de filtro según una de las reivindicaciones 1 a 12,

caracterizada porque están previstas varias líneas de derivación (5) .

14. Configuración de filtro según la reivindicación 13,

caracterizada porque varias líneas de derivación (5; 5a, 5b, 5c) están dispuestas en la dirección periférica tendidas decaladas entre sí tal que las mismas se solapan entre sí al menos en una longitud parcial del conductor interior de AF (1) .

15. Configuración de filtro según la reivindicación 13 ó 14,

caracterizada porque las varias líneas de derivación (5; 5a, 5b, 5c) se encuentran sujetas mecánica y eléctricamente a la misma altura de la línea interior de AF (1) en un punto de conexión común (7â?) y/o en la dirección longitudinal del conductor interior de AF (1) tendidas decaladas entre sí.

16. Configuración de filtro según una de las reivindicaciones 13 a 15,

caracterizada porque las varias líneas de derivación (5; 5a, 5b, 5c) están orientadas entre sí con su extremo libre discurriendo en la misma dirección axial o en sentido contrario.

17. Configuración de filtro según una de las reivindicaciones 1 a 16, 40

caracterizada porque las varias líneas de derivación (5; 5a, 5b, 5c) tienen una longitud diferente para lograr un número diferente de polos de bloqueo y con ello una anchura de banda diferente del efecto de bloqueo.

18. Configuración de filtro según una de las reivindicaciones 1 a 17,

caracterizada porque la línea de derivación (5; 5a, 5b, 5c) está configurada con varios escalones a lo largo de 45 su longitud e incluye al menos dos segmentos, que son un segmento de línea de derivación (105a) y otro segmento de línea de derivación (105b) , que se diferencian en cuanto a anchura.

19. Configuración de filtro según la reivindicación 18,

caracterizada porque los segmentos de líneas de derivación (105a, 105b) de distinta anchura se van haciendo 50 más anchos desde el punto de conexión (7a) hacia el extremo libre de una línea de derivación (5) .

20. Configuración de filtro según una de las reivindicaciones 1 a 19,

caracterizada porque el brazo (7â??) que parte del punto de unión (7a) del conductor interior (1) respecto a al menos dos conductores interiores (5) previstos está configurado con una altura diferente y/o termina a una 55 distancia radial diferente respecto al conductor interior (1) , con lo que los segmentos (7â?) que terminan libres y que siguen a continuación de la línea de derivación (5) están dispuestos tal que preferiblemente se solapan entre sí.

21. Configuración de filtro según una de las reivindicaciones 1 a 19, 60

caracterizada porque están previstas al menos dos líneas de derivación (5) , cuyos segmentos que terminan libres (7â?) están dispuestos tal que se solapan al menos parcialmente.

22. Configuración de filtro según una de las reivindicaciones 1 a 21,

caracterizada porque están previstas al menos dos líneas de derivación (5; 5a, 5b, 5c) , que al menos en una parte de su longitud están dispuestas decaladas entre sí en un mismo segmento del conductor interior (1) en la dirección axial del conductor interior (1) .

23. Configuración de filtro según una de las reivindicaciones 1 a 22, 5

caracterizada porque el filtro está alojado en un enchufe.