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"Ein Rückblick auf die λ/8 - Kopplung"

In diesem Artikel möchte ich an die λ/8-Kopplung mit einseitig angeschlossenen und am anderen Ende offenen gekoppelten Leitungsabschnitten als Kopplungselemente für Mikrowellen-Filter (im Folgenden kurz: "λ/8-Kopplung") erinnern. Diese Art der Verbindung ist schon seit langem bekannt, aber hat jene breite Benutzung in der Praxis der Filter der SHF nicht gefunden, wie es wegen der Einfachheit der Be­rechnung der Filter mit diesem Element und der Möglichkeit, größere Vielfalt in die Welt der Topologie der Mikrowellen-Filter zu bringen, zu erwarten wäre. Schon aus den 1960-er Jahren ist es bekannt, daß SHF- Filter auf der Basis der λ/8-Kopplung möglich sind. Das erste praktische Beispiel für einen solchen Filter erschien Anfang der 1970-er Jahre von dem Ungarn Dr. Reiter. Bild 1 zeigt das grundlegende Layout des Reiterschen Filters. In den folgenden Jahren traf ich selten Beispiele für bewußte Anwendung der λ/8- Kopplung. Seit den 1970-er Jahren ist auch bekannt, daß einseitig angeschlossene und am anderen Ende offene gekoppelte Leitungsabschnitte mit der Länge λ/8 (λ = Leitungswellenlänge bei der Mittenfrequenz des Filters) als Reihenschaltung zweier λ/8-Leitungsabschnitte mit einem idealen Inverter dazwischen dargestellt werden können. Diese Ersatzschaltung ist ähnlich dem Modell von wechselseitig angeschlos­senen offenen λ/4-Leitungsabschnitten, welches Kohn vor langer Zeit präsentiert hat.
Die Tatsache, daß die λ/8-Sektion als idealer Inverter betrachtet werden kann, ermöglicht es, sehr einfach Filter auf der Grundlage dieser Kopplung zu entwerfen und diese Sektion mit anderen Formen von Kopplungen zu kombinieren. Auf diese Weise wird die Sammlung der realisierbaren Mikrowellen-Filtermodelle erweitert.
Den Grund, daß die  λ/8-Kopplung sich nicht sehr  ver-		 Bild 1
breitet hat, sehe ich darin, daß eine etwa zweimal stärkere Kopplung erforderlich ist, als bei Verwendung von λ/4-Sektionen gekoppelter Leitungsabschnitte (bei ein und derselben Breite des Paßbandes des Fil­ters). Bei der Mikrostreifentechnik ist eine feste Kopplung ein großes Problem - das ist das Erste. Und das Zweite: je stärker die Kopplung, desto größer ist der Unterschied zwischen der Ausbreitungsgeschwindig­keit der Wellen, des geraden und ungeraden Typs, was die Filterkonstruktion erschwert.
Die λ/8-Koppung hat unterschätzte Vorteile. Bei Filtern mit λ/2-Resonatoren erhalten wir einen Bereich der Leitung, frei von Kopplung, leicht zu manipulieren, etwa zur Abstimmung oder zur Verbindung mit anderen Netzelementen, wie z. B. eine Bypaß-Kopplung. Bei Filtern auf Basis kurzgeschlossener λ/4- Resonatoren erhalten wir die Unabhängigkeit der Kopplung des i-ten Resonators zum i-1-ten und i+1-ten, im Gegensatz, zum Beispiel, beim Interdigitalfilter.
Der Hauptgrund für Erinnerungen an die λ/8-Kopplung ist, daß sie die ihr zustehende Bedeutung erhalten kann, wenn sie in der Technik der volumenintegrierten Schaltungen Berücksichtigung findet. Feste Kopp­lungen sind hier leichter zu realisieren als Mikro-Streifenleitungstechnik. Und bei homogenem Dielektrikum geht der Unterschied der Ausbreitungsgeschwindigkeiten verloren. Und am Ende ist der kompakteste Filter-Typ auf Basis von λ/4-Resonatoren in volumen-integrierter Technik nur mit λ/8-Kopplungen zu erzielen.

Bibliographische Daten:
pdf-Datei, Sprache: Russisch, 11 S., 4 (25) Abb., 5 Tab., 11 Lit.
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