Brevet FR2030362A1 — publié le 19701113

La présente invention concerne un filtre en peigne à large bande, avec des résonateurs h/4. Les filtres à large bande pour hyperfréquences sont généralement réalisés sous forme de filtres en peigne ou interdigitaux, fonctionnant tous avec des résonateurs A/44 Les figures la et lb illustrent la constitution d'un filtre en peigne: un conducteur extérieur H de section rectangulaire est divisé par des poinçons métalliques S1, S2. .Sn, disposés sur un petit coAté et agissant en résonateurs /. Le couplage et le découplage sont en général coaxiaux sur de tels filtres. La figure 2 représente le schéma de principe d'un filtre interdigital. I1 diffère uniquement du filtre représenté aux figures la, lb en ce que les poinçons métalliques Sl.. suL disposés alternativement sur la face supérieure ou inférieure du guide d'ondes. Le couplage s'effectue dans de tels filtres par les champs électromagnétiques entre les divers résonateurs Les champs décroissent exponentiellement quand la distance augmente. La distance entre les résonateurs doit être d'autant plus faible que la bande passante d'un tel filtre est plus grande. Ainsi s'explique l'inconvénient de ces filtres, qui réside dans l'obligation de respecter des tolérances mécaniques très faibles Lt invention a pour objet un tel filtre à large bande, ne présentant pratiquement pas cet inconvénient. Selon une particularité essentielle de l'invention, des lignes sont insérées entre les divers résonateurs, et leur distance par rapport à la plaque de base du filtre, leurs impédances ractisti;zs WLn et l'écartement des résonateurs sont choisis de façon à obtenir le couplage désiré entre les divers résonateurs D'autres objets et avantages de l'invention seront mieux compris à l'aide de la description détaillée ci-dessous et des dessins annexés sur lesquels:: La figure 1 représente le schéma d'un filtre en peigne et a figure 2 le schéma d'un filtre interdigital, précédemment décrit; la figure 7 représente un filtre en peigne selon l'inven- tion, en coupe longitudinale; la figure 4 illustre une application préférentielle de l'invention pour la suppression des résonances d'harmoniques gênantes; et les figures 5a et 5b illustrent l'application de l'in- vention à des filtres réalisés en conducteurs rubans. Le filtre en peigne de la figure 3 est constitué par un conducteur extérieur H de section rectangulaire, dont un petit cSté constitue la plaque de base G du filtre. Les divers poinçons métalliques S1, S2.. Sn, constituant de façon connue les résonateurs A/4 R1, .... Rn, sont disposés sur cette plaque de base. Des lignes de couplage L1, L2..eLn sont insérées selon l'invention pour obtenir le couplage nécessaire entre les divers poinçons. Le coefficient de couplage des résonateurs Rn dépend de la distance a1,a2...an, e ladistance xl, x2...xn entre les lignes de couplage et la plaque de base, et de l'impédance caractéristique WLn des lignes de couplage, L1, L2. .Ln. La distance entre les poinçons doit être inférieure ou égale à un quart de la longueur d'onde. Les résonateurs sont oonstitués par les poinçons métalliques SI, S2.. .Sn,- dont un côté est mis à la terre, qui présentent une impédance caractéristique prédeterminée et dont la longueur est égal à environ 1/4 de la longueur d'onde correspondant à la fréquence limite inférieure de la bande passante. I1 nest pas indispensable que tous les résonateurs présentent la même impédance caractéristique. 11 y a même avantage à réaliser les résonateurs L1 et Ln d'entrée et de sortie avec une impédance caractéristique double de celle des autres résonateurs. Cette solution présente l'avantage de permettre de réaliser tous les couplages sensiblement égaux, ctest-à-dire que les distances x2, x5. .x(n-l) des lignes de couplage L2, L5 .-.L(n-l) sont égales quand les distances al, a2. . an et les impédances caractéristiques des lignes de couplage L1, L2. . .Ln sont égales. Le calcul du filtre doit tenir compte de ce que le cou- plage partiel par les lignes désaccorde légèrement les divers résonateurs vers des fréquences plus élevées. Une charge capacitive par des vis de réglage AS permet de compenser ce phénomène de fa çon connue. Dans une forme de réalisation particulièrement intéressante de 1 T invention, les lignes de couplage LI, L2. . .Ln sont mobiles le long des poinçons S1, S2.. Sn. On obtient ainsi une possibi lité de réglage très simple du couplage. L'impédance caractéristique WLn des lignes de couplage est un autre paramètre du calcul de tels filtres à large bande; il est reconterandé, au moins dans le montage expérimental, de rendre variables les deux distances xl et xn des lignes de couplage coaxiales L1 et Ln à l'entrée E et à la sortie A du filtre. Une application préférentielle de t'invention permet de supprimer les résonances d'harmoniques gênantes, afin d'améliorer la sélection du filtre. La courbe en trait plein de la figure 4 représente la distribution de tension de la fondamentale le long du poinçon Sn. La courbe en points et tirets représente la tension dans le cas d'un harmoniquestelqUaltharmoSque 3 On voit qe ladktribution i tension présente dans ce cas un noeud, qui se situe sur le poinçon métallique Sn, à une distance xn de la plaque de base G. I1 est possible d'ajuster la distance xn des lignes de couplage par rapport à la plaque de base de façon qu'elles se situent aux noeuds de tension des harmoniques gênants.Dans le cas des filtres à plusieurs cellules, il est en outre possible d'éliminer plusieurs harmoniques gênants en disposant alternativement les lignes de couplage auxNw=E de tension de divers harmoniques. Les paramètres xl.. .xn sont déterminés par la condition de suppression des résonances d'harmoniques;. le coefficient de couplage est ajusté dans ce cas au moyen des autres paramètres ai et WLn. L'invention est également applicable aux filtres réalisés en conducteurs rubans (Stripline, Triplate, high-Q-Triplate),représentés aux figures 5a et 5b. Des placages métalliques K2 appropriés sont déposés sur une plaque support diélectrique T1 et correspondent aux résonateurs précédemment calculés, tels que ceux d'un filtre en peigne selon la figure 3. La figure 5b représente la coupe du dispositif de la figure 5a selon l'axe B-B et illustre la réalisation du filtre à large bande en conducteurs rubans, au moyen de placages métalliques K1 et K3 et d'une plaque support diélectrique T2 supplémentaire. Les placages métalliques K1 et K31 constituant le blindage sur les grands côtés du dispositif, sont réunis sur un petit côté de ce dernier par soudage avec un autre placage métallique KO. Le placage métallique K2 du dispositif représenté à la figure 5a est également soudé au placage -KO de façon connue. Des ouvertures, permettant le passage d'une vis AS, sont prévues sur une plaque support T2 pour le réglage du dispositif. La vis de régla ge est bloquée par un écrou M, soudé sur le placage métallique K3. La réalisation du filtre selon l'invention permet ainsi la constitut ion rapide de filtres en peigne à large bande, avec résonateurs sans sansque la distance des poinçons métalliques des divers rés o- nateurs soit critique comme jusqu'à présent. Une position déterminée des lignes de couplage permet en outre d'éliminer simplement les harmoniques gênants. REVENDICATIONS 1. Filtre en peigne à large bande avec résonateurs A/4, caractérisé en ce que des lignes sont insérées entre les résonateurs, leurs distances par rapport à la plaque de base du filtre et leurs impédances caractéristiques étant choisies-en fonction de l'écarte- ment des résonateurs de façon à obtenir le couplage désiré entre les divers résonateurs. 2. Filtre selon revendication 1, caractérisé en ce que les lignes de couplage sont mobiles le long des poinçons des résonateurs. 3. Filtre selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'impédance caractéristique des résonateurs d'entrée et de sortie est égale à celle des résonateurs intermédiaires. 4. Filtre selon une des revendications précédentes, avec suppresion des harmoniques gênants, caractérisé en ce que les lignes de couplage sont disposées aux noeuds de tension des harmoniques gênants, sur les poinçons. 5. Filtre à plusieurs cellules selon revendication 4, caractérisé en ce que les lignes de couplage sont disposées alternativement aux noeuds de tension de divers harmoniques. 6. Filtre selon une des revendications précédentes, carac- térisé par sa réalisation en conducteurs rubans.