Home - Techniek - Electronica - Radiotechniek - Radio amateur bladen - UKW-Berichte - Interdigitale Filter für das 24-cm und das 13-cm-Band
Interdigitale Bandpaßfilter sind den Lesern dieser Zeitschrift bekannt. In Heft 1/1970 wurde eine Dreikreis-Anordnung für das 24-cm-Band vom gleichen Verfasser beschrieben. Dort sind auch Literaturhinweise über Theorie und Berechnung gegeben. Die praktische Dimensionierung nimmt man jedoch am besten mit Hilfe des "Tabellenbuchs Mikrowellenbandpässe" (1) vor. Es enthält in normierter Form alle Abmessungen, die zum Bau von unversteilerten Mikrowellenbandpässen mit 2 bis 12 Schwingkreisen und Tschebyscheff-Verhalten der Dämpfung im Durchlaßbereich nötig sind. Die fein gestuften Filter-Parameter, nämlich relative Bandbreite (1 % bis 20 %), minimale Rückflußdämpfung im Durchlaßbereich (8 bis 40 dB), und elektrische Länge der Leitungsabschnitte (7,5° bis 90°) erlauben es, den Filterentwurf problemlos in die Praxis umzusetzen. Frequenzabhängige Richtwerte für die Güte erleichtern es, die in jedem Anwendungsfall zweckmäßigsten Gehäuseabmessungen zu bestimmen.
Bei hohen Forderungen an Bandbreite, Welligkeit, Rückflußdämpfung, Flankensteilheit kommt man ohne einen Abgleich am Wobbelmeßplatz nicht zum Ziel. Für die vorliegende Beschreibung wurden jedoch zwei verhältnismäßig einfache Filter ausgewählt, die bei genauem Nachbau auch mit einem Einpunkt-Abgleich bei der gewünschten Frequenz befriedigende Durchlaßkurven haben.
Das Filter für das 24-cm-Band besteht aus drei Kreisen und je einer Ein- und Auskoppelleitung. Eine Abstimmung ist nicht vorgesehen. Der Verfasser hat die Durchlaßkurve am Prototyp durch Verbiegen der Resonanzkreise zum oder vom Koppelleiter geringfügig korrigiert; auch wurden die Längen durch Lötzinntröpfchen ein wenig vergrößert. Das Filter für das 13-cm-Band ist fünfkreisig; am heißen Ende jedes Kreises befindet sich eine Abstimmschraube. Die erzielten Dämpfungskurven zeigt Bild 1; sie wurden von Ralf Meißner, DK3GH, Gemessen, wofür sich Verfasser und Redaktion herzlich bedanken.
Bild 1: Dämpfungskurven der beschriebenen interdigitalen Filter
Genauer als die abgebildeten Kurven zeigen die hier nicht wiedergegebenen Meßwerte, daß die 3-dB-Bandbreite bei beiden Filtern zwischen 100 und 120 MHz liegt, und daß die Durchlaßdämpfung minimal 0,6 dB beim 24-cm-Filter und 1 dB beim 13-cm-Filter beträgt. Damit eignen sich diese interdigitalen Bandfilter sehr gut zum Einsatz mit Sendern, vor allem Frequenzvervielfachern. Sie haben durchaus auch einen Sinn zwischen Empfänger-Vorstufe(n) und Mischer; zur wirkungsvollen Unterdrückung des Spiegelrauschens bei einer Zwischenfrequenz von 30 MHz(2) ist die Bandbreite jedoch zu groß. Auch hier zeigt sich wieder, daß eine höhere Zwischenfrequenz (70 MHz, 100 MHz oder 144 MHz) vorteilhaft ist.
1. Mechanischer Aufbau
Bild 2 zeigt die Filter in betriebsfertigem Zustand. Die mit einem Stahldraht (Büroklammer !) gesicherten Abstimmschrauben der 13-cm-Ausführung sind deutlich zu erkennen. An den Schmalseiten sind die Filter offen; falls erforderlich können sie hier auch verschlossen werden.
Bild 2: Die beiden Filter, fertig montiert
Die Bilder 3 und 4 zeigen das Filter für das 24-cm-Band in allen Einzelheiten. Als Material wird ausschließlich Aluminiumblech verwendet. Es sind zwei verschiedene Dicken erforderlich: 2 mm und 4 mm. Die Zuschnitte (Laubsäge, Feile) werden wie ein Sandwich übereinandergelegt und zunächst an den Ecken miteinander gebohrt (2,4 mm ø). Die Löcher im Bodenblech erhalten M3-Gewinde, alle anderen Bohrungen werden auf 3 mm aufgebohrt. Die Löcher im Deckelblech senkt man für M3-Senkkopfschrauben an. Danach schraubt man das Filter zusammen und bohrt die übrigen 7 Bohrungen in der gleichen Art. Erst wenn das Filter voll verschraubt ist, kann man die beiden Bohrungen für die BNC-Buchsen anbringen und mit UNEF 3/8-Zoll-Gewinde versehen. Schließlich werden die Buchsen eingeschraubt, der Deckel entfernt, und die Buchsen-Innenleiter an die breiten Koppelleitungen gelötet. Spezielles Lot und Flußmittel hierfür sind erhältlich bei: Deutsche Castolin GmbH, Nieder Kirchweg 7, 6230 Frankfurt-Nied.
Bild 3: 24-cm-Filter geöffnet
Bild 4: Die Einzelteile und Abmessungen des 24-cm-Filters
Für die Filterstruktur der 13-cm-Ausführung (Bilder 5 und 6) wird 1,5 mm dickes Aluminiumblech verwendet. Boden und Deckel bestehen aus 5 mm dickem Blech, das innen 3 mm tief ausgefräst wird. Wenn diese Bearbeitungsmöglichkeit nicht zur Verfügung steht, kann man dieses Filter genauso wie die 24-cm-Version in Sandwich-Bauweise herstellen. Man verwendet dazu 2 mm dickes Blech für Boden und Deckel, und 3 mm dicke Zwischenlagen. Im übrigen wird es genauso hergestellt wie beim 24-cm-Filter beschrieben.
Bild 5: Das auseinandergenommene 13-cm-Filter
Bild 6: Einzelteile und Abmessungen des interdigitalen 13-cm-Filters
Die auffälligste Eigenheit der beschriebenen Filter ist die Anfertigung der Resonatoren aus Aluminiumblech. Arbeitet man mit Säge und Feile, so bekommt man vierkantige Streifenleitungen mit verhältnismäßig rauher Oberfläche, die nicht einmal versilbert werden müssen. Dies steht völlig im Gegensatz zur früher beschriebenen Ausführung und zu den Anordnungen, die im "Tabellenbuch Mikrowellenbandpässe" vorausgesetzt werden. Dem Verfasser ging es jedoch darum auszuprobieren und zu zeigen, ob beziehungsweise daß sich für den Amateurfunk brauchbare Filter mit "Bastlermethoden" herstellen lassen. Die erzielten Meßwerte bestätigen dies offensichtlich. Dabei sind die Filter so leicht, daß sie sich gut in tragbaren Funkstationen einsetzen lassen; dies ist für den Mikrowellen-Amateurfunk ebenfalls wichtig.
2. Literatur
- Pfitzenmaier, G.: Tabellenbuch Mikrowellenbandpässe Normierte mechanische Abmessungen von Interdigitalfiltern, Siemens Aktiengesellschaft 1972
- Vollhardt, D.: Rauschen von Misch- und Vorstufen bei SHF, UKW-Berichte 16 (1976) Heft 1, Seite 51 - 59
DK2VF, Reinhard Griek.