Brevet FR2496995A1 — publié le 19820625

FILTRE A EMMLATION DE BANDE ACOORaABIE NECANIgUEMENT ET CIRCUIT COMPORTANT UN TEL FILTRE La présente invention se rapporte à un filtre à élimination de bande (band-stop filter dans la littérature anglo-saxonne) accordable mécaniquement, comportant un tronçon de guide coaxial à l'intérieur duquel sont disposés des résonateurs diélectriques et dont l'accord est réalisé au moyen de tiges métalliques placées audessus des résonateurs. La présente invention se rapporte également aux circuits hyperfréquences utilisant de tels filtres. Dans ces s circuits le couplage des résonateurs au reste du circuit se fait par 1 'intermédiaire du tronçon de ligne oea- xiale. A sa fréquence de résonance Fo chaque résonateur a pour effet de ramener un circuit bouchon en série dans le tronçon de ligne ce qui a pour conséquence de rejeter une bande de fréquences centrée sur F , puisque le circuit bouchon se comporte comme un circuit ouvert. Ces filtres ont l'avantage de ne pas entraîner des pertes élevées et d'être relativement bon marché. Dans les filtres connus du type indiqué ci-avant les tiges métalliques placées au-dessus des résonateurs traversent la paroi extérieure du tronçon de guide coaxial et, par vissage ou dévissage dans cette paroi, peuvent être plus ou moins écartées des résonateur; modifiant ainsi plus ou moins la fréquence d'accord de ces derniers. Avec les filtres connus réalisés de cette ma- nière la variation maximale qu'il est possible d'obtenir pour la fréquence centrale du filtre n' atteint A pas un pour cent ; un tel filtre est d'ailleurs considéré comme un filtre à fréquence fixe. Le but de la présente invention est de proposer un filtre à élimination de bande, du type indiqué au début de ce texte, qui, aux avantages de faibles pertes et de prix de ces filtres, allie une possibilité de re- glage de sa fréquence centrale sur une grande largeur de bande. Ceci est obtenu grâce à l'utilisation de rssona- teurs diélectriques présentant une structure différente de celle des résonateurs habituellement employés. Selon l'invention, un filtre à élimination de bande comportant un tronçon de guide coaxial et n In entier positif) résonateurs diélectriques disposés entre les conducteurs intérieur et extérieur du tronçon de guide coaxial et n tiges métalliques traversant la paroi du conducteur extérieur, respectivement associées aux n résonateurs et permettant un réglage de la fréquence centrale de la tanne éliminée par réglage de leur profondeur de pénétration dans le tronçon de guide coaxial, est caractérisé en ce que p tp entier positif au plus égal à n) des n résonateurs sont percés d'un trou et en ce que les p tiges associées aux p résonateurs sont res pectivement disposées en regard des p trous et sont de longueur telle qu'elles puissent pénétrer a' l'intérieur du trou en regard. La présente invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques apparaîtront a' l'aide de la des cription ci-apres et des figures s'y rapportant qui représentent - la figure i un filtre selon l'invention ; - la figure 2 une vue partielle en coupe du filtre selon la figure 1. te filtre selon la figure I est composé àpartir d'un tronçon de guide coaxial à section rectangulaire, fermé à ses deux extrémités par deux plaques métalliques 10, il ; il se présente sous la forme d'une botte paralle- lépipédique, 1, traversez par le conducteur interne 3 du tronçon de guide. La botte t est réalisée en laiton, ses parois ont une épaisseur de 5 mm et elle présente un volume interne de 1ED mm de long sur AD mm de large et 30 mm de haut.Le couvercle de cette botte, qui est constitué par l'un des grands côtés du conducteur extérieur du tronçon de guide coaxial, a été enlevé de manière à permettre d'apercevoir les éléments internes du filtre. Deux prises coaxiales 30 et 31 constituent les accès du filtre, ces prises sont montées sur la paroi extérieure de la botte 1, respectivement sur les deux plaques métalliques 10 et Il fermant le tronçon de guide coaxial ; ces prises sont raccordées d'une part respectivement aux plaques 10 et Il et d'autre part respectivement aux deux extrémités du conducteur interne 3 du tronçon de guide coaxial grâce à deux conducteurs de raccordement 32 et 33 qui traversent les plaques 10 et ti dont ils sont électriquement isolés.Le conducteur interne du tronçon de guide coaxial est constitué par un cylindre de laiton de 176 mm de long et de 17 mm de diamètre ; l'axe longitudinal non représenté de ce cylindre est disposé à équidistance des deux grands côtés du tronçon de guide coaxial et à une distance de 16 mm de l'un, 12, des deux petits cotés du tronçon de guide coaxial. A l'intérieur du tronçon de guide coaxial sont également disposés deux ensembles résonnants comportant chacun un résonateur diélectrique 4, 6 et une tige métallique filetée à texte fendue 5, 7. Ces ensembles sont fixés, comme il apparattra sur la figure 2, sur le fond de la botte 1 ; l'ensemble résonnant comportant le résonateur 4 a un axe de symétrie vertical, c'est-à-dire perpendiculaire au fond de la botte 1, qui est situé à une distance de 27 mm de la plaque métallique 10 et à une distance de 29 mm de l'axe longitudinal du conducteur interne du tronçon de guide coaxial ; de même l'ensemble résonnant comportant le résonateur 6 a un axe de symétrie vertical, non représenté sur la figure, disposé à 27 mm de la plaque métallique ti et à 29 mm de l'axe de symétrie longitudinal du conducteur interne 3 du tronçon de guide coaxial. Les deux ensembles résonnants sont réalisés de manière identique. La figure 2 est une vue partielle en coupe du filtre de la figure 1 t cette vue est réalisée dans le plan parallèle aux petits catés du tronçon de guide coaxial, qui passe par 1'axe de symétrie vertical de l'ensemble résonnant comportant le résonateur 4 La figure 2 montre en coupe une partie du fond, 20, de la botte 1 et du couvercle, 2, de la botte 1 Le résonateur diélectrique 4 est fixé sur le fond de la botte t par l'intermédiaire d'un support 8 sur lequel il est collé.Ce support 8 est lui-même collé sur le fond 20 de la botte 1. Le support 8 est constitué par un cylindre creux de 23 mm-de diametre extérieur, 7 mm de long et 1 mm d'épaisseur de paroi ; il est réalisé en un matériau diélectrique à faible permittivité. Le résonateur diélectrique 4 est fabriqué en titanate de zirconium. Contrairement aux résonateurs classiques qui sont des pièces pleines généralement cylindriques, le résonateur diélectrique 4 est un cylindre creux de 30 mm de diamètre extérieur, 10 mm de diamètre intérieur et t4 mm de haut. Le trou, qui est ainsi ménagé à l'intérieur du résonateur 4, permet d'y faire pénétrer plus ou moins profondément la tige métallique filetée 5 par vissage ou dévissage de cette tige métallique dans le couvercle 2. Cette tige métallique a été repré- sentée, sur la figure 2, dans son entier, c'est-à-dire non coupée par le plan de coupe. Un écrou 9, jouant le roule de contre écrou sur le couvercle 2, permet de bloquer la tige 5 après que le réglage correct de sa position ait été trouvé. L'influence, sur la fréquence de résonance du résonateur 4 de la tige métallique 5 est beaucoup plus grande qu'avec les filtres classiques où les résonateurs sont pleins et où les tiges métalliques ne peuvent donc pénétrer dans les résonateurs ; en effet l'introduction d'une tige métallique au corps même du résonateur, c'est-à-dire dans une zone où le champ électromagnétique est très intense, modifie fortement les conditions de propagation de ce champ et, par là même, la fréquence de résonance du résonateur. Le filtre qui vient d'être décrit a été réalisé avec un tronçon de guide présentant une impédance caractéristique de 50 ohms. La distance séparant les axes de symétrie des deux ensembles résonnants est de 126 mm, elle a été déterminée expérimentalement pour obtenir un taux d'onde stationnaire inférieur à 1,2. Ce filtre, en fonction de l'enfoncement des tiges métalliques filetées, a une bande éliminée dont la fréquence centrale varie de 2 GHz à 2,3 GHz, ce qui représente une variation totale de 15%. La présente invention n'est pas limitée à l'exem- ple décrit ; c'est ainsi qu'en fonction, en particulier, des fréquences d'utilisation des filtres et des caractéristiques demandées à ces filtres, la forme, la dimension et la constitution des pièces ainsi que le nombre d'éléments résonnants peuvent différer de ceux selon l'exemple décrit. REVENDICATIONS 1. Filtre à élimination de bande comportant un tronçon de guide coaxial (1) et n (n entier positif) résonateurs diélectriques (4,6) disposés entre les conducteurs intérieur (3) et extérieur (12) du tronçon de guide coaxial et n tiges métalliques (5,7) traversant la paroi du conducteur extérieur, respectivement associées aux n résonateurs et permettant un réglage de la fréquence centrale de la bande éliminée par ré- glage de leur profondeur de pénétration dans le tron çon de guide coaxial, caractérisé en ce que p (p entier positif au plus égal à n) des n résonateurs (4,6) sont percés d'un trou et en ce que les p tiges 2. Filtre selon la revendication 1, caractérisé en ce que les p résonateurs (4,6) sont des tubes cylindriques creux et les p tiges (5,7), au moins au voisinage de leur extrémité par laquelle elles pénètrent dans les trous, des cylindres de diamètre inférieur au diamètre interne des tubes cylindriques creux. 3. Filtre selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le tronçon de guide coaxial est à section rectangulaire,- en ce que les résonateurs sont fixés sur la paroi interne de l'un des grands cOtés (2) du tronçon de guide coaxial (t) et en ce que les tiges métalliques (5,7) traversent l'autre (20) des grands cotés. 4. Circuit hyperfréquence, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un filtre selon l'une des revendications précédentes.