Brevet FR2638902A1 — publié le 19900511

FILTRE PASSE-BANDE UHF. La présente invention a pour objet un filtre passe- bande UHF, comportant au moins deux résonateurs situés chacun dans une cavité. De tels filtres sont bien connus et utilisés notam- ment pour filtrer les divers canaux de télévision dans les réseaux cablés. L'inconvénient majeur des filtres UHF classiques est que l'adaptation du couplage entre résonateurs s'effectue manuellement au moyen de fils conducteurs dont le bon posi- tionnement est extrêmement délicat à trouver pour obtenir la largeur de bande et la sélectivité voulue autour de la fré- quence centrale de chaque canal. La présente invention a pour but de supprimer cet inconvénient. Selon la présente invention un filtre passe-bande est particulièrement remarquable en ce que le couplage entre entrée ou sortie et résonateur, et entre résonateurs entre eux est réalisé au moyen de lignes dessinées sur un circuit impri- mé traversant les cloisons des cavités, les dites lignes étant agencées de telle sorte que la transmission d'énergie entre les dites lignes et les dits résonateurs s'effectue exclusive- ment par rayonnement. Ainsi, du fait que les lignes dessinées sur un cir- cuit imprimé sont fixes, les couplages obtenus en fabrication ont une excellente reproductibilité et la fabrication s'af- franchit des réglages manuels dès lors que les lignes du cir- cuit ont été pré-dessinées, et donc optimisées, au bureau d'études. Dans un mode préféré de réalisation, un filtre est aussi remarquable en ce que les dites cavités sont formées par l'assemblage de deux demi-coquilles moulées dont l'une - 2 - comporte des éléments de forme telle qu'ils constituent chacun la partie selfique de chaque résonateur, le condensateur associé étant monté en sandwich entre le dit élément selfique et le fond de l'autre demi-coquille. Ainsi grace à l'utilisation de la technique du mou- lage, tous les éléments du filtre sont assurés d'une excellen- te reproductibilité en fabrication; de plus l'élément selfique est réalisé économiquement. Il est connu de pourvoir chaque résonateur d'un condensateur variable pour le réglage de la fréquence centrale du filtre, dans ce cas il est avantageux que les dits éléments selfiques aient une forme tubulaire et que le noyau ajustable de chaque condensateur variable soit logé dans le creux du dit élément tubulaire correspondant, de telle sorte que le dit noyau ajustable est accessible pour le réglage & travers le tube. On sait que les ondes URF se propagent en surface de telle sorte que l'introduction momentanée d'un tournevis dans le creux de l'élément selfique ne modifie pas le fonctionnement du résonateur. Pour assurer un bon contact électrique de l'ensem- ble, il est avantageux de monter une rondelle métallique élas- tique entre les éléments des résonateurs; celle-ci compense ainsi les éventuelles variations de fabrication des deux demi- coquilles et assure dans tous les cas une bonne pression de contact. Dans un mode de réalisation préféré, le dit circuit imprimé de couplage est constitué d'un matériau semi-rigide, il est positionné en sandwich dans des fentes ménagées dans chaque demi-coquille, et les dites fentes sont légèrement dé- calées pour coincer mécaniquement le dit circuit imprimé et conjointement assurer des contacts de masse entre le circuit imprimé et les dites coquilles. Ainsi le filtre ne présente aucune soudure ce qui réduit les coûts de fabrication et garantit encore davantage la reproductibilité de la qualité. En télévision, la bande UHF com porte 45 canaux -3- numérotés de 21 à 65 pour lesquels des normes de sélectivité sont imposées (1/300 Dans la télédistribution, il est important de four- nir des signaux de niveaux homogènes, dans ce but un atténua- teur variable est monté sur le circuit imprimé pour pouvoir modifier l'atténuation de la transmission. Cet atténuateur est soudé sur le circuit imprimé mais il est situé dans une cavité supplémentaire de sorte que la sélectivité du filtre n'est pas affectée. La présente invention sera mieux comprise & l'aide d'un exemple, non limitatif, de réalisation illustrée par les dessins suivants: Figure 1: Vue cavalière écorchée d'une demi- coquille. Figure 2 Vue en coupe du filtre avec détail. Figure 3: Vue d'un circuit imprimé. La figure 1 représente la demi-coquille inférieure (DCI) du filtre de forme générale rectangulaire allongée com- portant quatre parois intérieures P1, P2, P3, P4 qui délimi- tent cinq cavités; les cavités extrêmes comportent des élé- ments selfiques S1, S2, 53, S4 lesquels sont ici tubulaires, creux et bruts de fonderie par exemple en zamac mais ceci n'est pas une obligation: des formes similaires convien- draient, de même qu'un moulage plastique métallisé en surfa- ce. Les parois intérieures sont pourvues d'échancrures pour y loger le circuit imprimé (CI) comportant les lignes de couplage. Le bottier du filtre comporte aussi une demi- coquille supérieure (DCS) et l'ensemble est représenté en coupe transversale sur la figure 2a; la coupe du bottier (DCS,DCI) est effectuée au droit d'un des éléments selfiques (SI) en vis à vis duquel se trouve un logement (LI); les -- 4 - éléments LI et SI sont agencés pour, lors du montage, mainte- nir en place un condensateur variable (COV en pointillé sur la figure) dont le noyau réglable (NA) est engagé dans le creux de l'élément selfique et ainsi accessible avec un tournevis selon la flèche (TV); pour compenser les jeux de fabrication et assurer un bon contact électrique, une rondelle métallique élastique (RE), par exemple du genre ONDUFLEX, est prévue. La demicoquille supérieure comporte évidemment quatre parois en vis & vis des parois P1, P2, P3, P4; elles sont aussi échan- crées pour aménager un passage (OP) au circuit imprimé; sur la figure 2b le passage (0P) est représenté agrandi pour montrer que les échancrures sont légèrement décalées de sorte que le circuit imprimé (CI) est clairement déformé et coincé par les deai-coquilles lors du montage; ainsi un contact électrique peut être obtenu par exemple aux points A et B entre les boi- tiers et des lignes de cuivre présentes au droit des parois; pour fixer les idées, le diamètre extérieur de l'élément sel- fique est de 6 mm et sa hauteur est de 50 ma, chaque demi- coquille mesure 35 mm de haut soit 70 n pour le filtre dont la largeur est de 20 ma et la longueur 90 mm; la cavité cen- trale est prévue pour y loger l'atténuateur généralement uti- lisé et, dans le cas présent, soudé sur le circuit imprimé. Chaque élément selfique (SI) avec son condensateur (COV) associé forment un circuit oscillant réglable; du fait que les courants HF se propagent par effet de peau, c'est à dire dans le cas présent sur la surface extérieure de chaque élément selfique, l'introduction momentanée du tournevis de réglage (TV) & l'intérieur du tube ne modifie pas le fonction- nement du circuit oscillant. Un exemple de gravure est représenté sur la figure 3; les lignes de cuivre y sont représentées sous forme soit de trait soit de zone hachurée. Chaque circuit a bien sr la même dimension exté- rieure par exemple 25x90, il est constitué en matériau semi- rigide pour supporter élastiquement la déformation susdite, seuls les dessins du cuivre sont différents d'une gravure à l'autre. - 5 - Sur la figure 3 les axes de passages des éléments selfiques Si1, 52, 53, S4 et des parois P1, P2, P3, P4 ont été indiqués verticalement; horizontalement les axes des contacts possibles A et B avec le boîtier au droit des parois sont aus- si indiqués de telle sorte que, sur chaque circuit, une ligne de cuivre est à la masse si elle se trouve à l'intersection des axes A ou B avec les axes Pl, P2, P3 et P4; ces points sont visualisés par des croix 'X'. Pour bien montrer le positionnement respectif et le dimensionnement des éléments du filtre, l'élément selfique S1, avec son condensateur associé COV, a été représenté en poin- tillé. Le signal d'entrée à filtrer arrive au point EN et, par l'intermédiaire de la ligne L10, il excite l'élément sel- fique SI1 lequel réagit avec sa capacité COV et excite à son tour la ligne Lll; la transmission d'énergie s'effectue ici exclusivement par rayonnement; le signal recueilli par LMI est transmis galvaniquement par le conducteur G1, lequel traverse la paroi P1, à la ligne L20; l'élément selfique S2 est excité par le signal présent dans L20 et, à son tour, il excite la ligne L21; la transmission d'énergie entre 52 et L21 s'effec- tue ici aussi exclusivement par rayonnement; le signal est alors transmis par le conducteur G2, lequel traverse la paroi P2, jusqu'à un atténuateur connecté entre les bornes A1 et A2; le signal est alors transmis par le conducteur G3, etc... pour, après passage à travers les parois P3, P4 et par les éléments selfiques 53 et S4, ressortir sur la borne de sortie SO o le signal filtré est disponible. Il est à remarquer que le point de forte surtension de chaque résonateur, c'est à dire celui o est située la ron- delle RE, ne se trouve en contact qu'avec de l'air à l'exclu- sion de tout diélectrique, ceci est primordial pour conserver le meilleur coefficient de surtension possible. - 6 REVENDICATIONS 1. Filtre passe-bande URF, comportant au moins deux résonateurs situés chacun dans une cavité caractérisé en ce que le couplage entre entrée ou sortie et résonateur, et entre résonateurs entre eux est réalisé au moyen de lignes dessinées sur un circuit imprinmé traversant les cloisons des cavités, les dites lignes étant agencées de telle sorte que la trans- mission d'énergie entre les dites lignes et les dits résona- teurs s'effectue exclusivement par rayonnement. 2. Filtre selon la revendication 1, caractérisé en ce que les dites cavités sont formées par l'assemblage de deux demi coquilles moulées dont l'une comporte des éléments de forme telle qu'ils constituent chacun la partie selfique de chaque résonateur, le condensateur associé étant monté en sandwich entre le dit élément selfique et le fond de l'autre demicoquille. 3. Filtre selon la revendication 2 dont chaque résona- teur est pourvu d'un condensateur variable pour le réglage de la fréquence centrale du filtre caractérisé en ce que les dits éléments selfiques ont une forme tubulaire, et en ce que le noyau ajustable de chaque condensateur variable est logé dans le creux du dit élément tubulaire correspondant, de telle sor- te que le dit noyau ajustable est accessible pour le réglage à travers le tube. 4. Filtre selon l'une quelconque des revendications 2 ou 3 caractérisé en ce que la pression de contact entre les éléments de chaque résonateur est assurée par une rondelle mé- tallique élastique. 5. Filtre selon l'une quelconque des revendications 1, 2, 3, 4, caractérisé en ce que le dit circuit imprimé de cou- plage est constitué d'un matériau semi-rigide, en ce que il est positionné en sandwich dans des fentes ménagées dans cha- que demi-coquille, et en ce que les dites fentes sont légère- ment décalées pour coincer mécaniquement le dit circuit impri- mé et conjointement assurer des contacts de sasse entre le circuit imprimé et les dites coquilles. 6. Filtre selon l'une quelconque des revendications - 7 - précédentes, pour filtrer les canaux UHF numérotés de 21 à 65, et dont le rapport entre la bande passante et la fréquence centrale est compris entre 1/30 et 1/300, caractérisé en ce que une gravure donnée de circuit imprimé permet d'obtenir le taux de couplage recherché pour plusieurs canaux adjacents, toutes choses étant égales par ailleurs. 7. Filtre selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comporte en outre un atté- nuateur variable monté sur le circuit imprimé pour pouvoir mo- difier l'atténuation de la transmission.