Filtre pour ondes ultracourtes La présente invention est relative à un filtre pour ondes ultracourtes et concerne un perfec tionnement du filtre faisant l'objet du brevet principal N- 316532. .
Les systèmes de filtres pour ondes ultra- courtes se composaient jusqu'ici d'éléments onéreux comprenant des guides d'ondes et des tronçons de lignes coaxiales. Ces éléments exigent une très grande précision et, en consé quence, ils s'adaptent difficilement à la fabri cation économique d'un appareillage de filtre satisfaisant pour les bandes de fréquences des ondes ultracourtes.
Le brevet principal a pour objet un filtre pour ondes ultracourtes qui comprend un pre mier conducteur disposé de manière à présenter une configuration déterminée, un second con ducteur, au moins une partie du premier con ducteur étant disposée de manière pratiquement parallèle au second conducteur et la plus grande partie du premier conducteur étant disposée à une distance du second conducteur qui est égale à une fraction de la longueur d'ondes de la fré quence centrale des ondes ultracourtes, la lar geur dudit second conducteur étant supérieure à la largeur la plus grande de la configuration dudit premier conducteur,
de sorte que la dis tribution du champ électrique et magnétique entre les conducteurs est concentrée sensible- ment de la même manière que la distribution du champ entre l'un des conducteurs et le plan neutre d'un système à deux conducteurs paral lèles, d'où il résulte que la propagation des ondes ultracourtes a lieu pratiquement entière ment dans les régions du champ électromagné tique concentré délimitées par les surfaces oppo sées desdits premier et second conducteurs. Ce filtre est caractérisé en ce que la configuration dudit premier conducteur présente en combi naison avec ledit second conducteur de l'induc tion et de la capacité de manière à former une section de filtre résonnant.
Le filtre selon la présente invention est du type qui vient d'être défini et est en outre caractérisé en ce qu'il comprend au moins un troisième conducteur constitué par un couver cle disposé au-dessus du premier conducteur de façon à recouvrir au moins une partie dudit conducteur.
Des formes d'exécution de l'objet de la pré sente invention seront exposées, à titre d'exem ple, dans la description suivante faite en re gard du dessin annexé dans lequel La fi-. 1 montre une vue en plan d'un filtre. La fig. 2 montre une vue en coupe prise sui vant la ligne 2-2 de la fig. 1. La fig. 3 montre sous une forme schémati que un filtre pour ondes électriques équiva lant au filtre de la fig. 1: La fig. 4 montre une vue en coupe d'une forme modifiée d'inductance que l'on peut uti liser.
La fig. 5 montre une vue en élévation laté rale d'une autre forme modifiée d'inductance. Les fig. 6 et 7 montrent respectivement des vues en élévation latérale et en plan d'une for me de capacité pouvant être utilisée.
La fig. 8 montre une vue en plan d'une au tre forme de capacité.
Les fig. 9 et 10 sont des vues en élévation latérale d'autres formes d'inductances pou vant être utilisées dans les filtres décrits ; et la fig. 11 montre une vue en coupe trans versale d'un autre exemple de réalisation cor respondant de façon générale à l'exemple de réalisation montré à la fig. 1, la vue en coupe transversale étant similaire à celle prise sui vant la ligne 11-11 de la fig. 1.
Si l'on se réfère aux fig. 1 et 2, on voit une ligne coaxiale 1 qui alimente un filtre 2, 2a qui, à son tour, alimente un dispositif utili sateur 3. Le filtre 2, 2a est montré brisé de manière à présenter deux de ses parties, la par tie 2 comprenant un couvercle ou écran dans lequel les portions du conducteur de ligne sont noyées dans une substance diélectrique ainsi que le montre la vue en coupe de la fig. 2, tan dis que la partie 2a est montrée sans le cou vercle de manière à exposer le conducteur de ligne. Le filtre se compose essentiellement d'une plaque support conductrice ou conducteur de terre 4 et d'un conducteur de ligne 5 disposé suivant certaines configurations comme indiqué en 6, 7, 8, 9, 10 et 11.
La partie 6 com prend un conducteur en spirale qui est connec té au conducteur de ligne 5 en formant de pré férence avec celui-ci un angle aigu. La spirale 6 est noyée dans la substance diélectrique 12 ainsi que le montre la fig. 2. Cette spirale peut présenter une extrémité libre 13, ou bien celle- ci peut être connectée au conducteur de terre 4 à travers la couche de substance diélectrique. La spirale 6 peut affecter des longueurs diffé rentes, en fonction de la réactance que l'on dé sire obtenir.
Si l'on désire obtenir une réac tance à prépondérance inductive, la longueur de la spirale doit être raccourcie électriquement et inférieure à un quart de longueur d'onde, tan dis que si l'on désire obtenir une réactance à prépondérance capacitive, on doit prévoir une longueur supérieure à un quart de longueur d'onde, court-circuitée à son extrémité.
L'énergie alimentant le filtre à partir de la ligne de transmission 1 est appliquée en pre mier lieu à l'inductance en spirale 6 qui pos sède également une capacité répartie par rap port au conducteur de terre. La spirale 6 pro duit ainsi une inductance en parallèle avec la capacité répartie entre les conducteurs de ligne et de terre 5 et 4. Cette première section filtre comprend ainsi un circuit résonnant parallèle comme indiqué en 14 à la fig. 3, l'inductance répartie et la capacité en parallèle étant indi quées en 6a et 6b respectivement.
La configuration de la partie 7 est propre à produire une inductance en série avec le conducteur de ligne 5. La partie de conducteur 7 se présente sous une forme sinusoïdale de ma nière à produire l'inductance désirée. Les par ties 8 produisent des capacités en fonction des surfaces de leurs extrémités et de leur écarte ment. Les conducteurs 7 et 8 constituent un circuit résonnant parallèle en série avec le con ducteur 5 suivant la manière indiquée en 15, 7a et 8a correspondant aux éléments 7 et 8 de la fig. 1. Le filtre se continue par l'élément sui vant 9 qui constitue de même un circuit réson nant parallèle similaire à la spirale 6, l'équiva lent correspondant étant montré en 16 à la fig. 3.
La section de filtre suivante se compo sant des conducteurs 11 et 10 constitue un circuit résonnant parallèle en série avec le con ducteur de ligne de même que les conducteurs 7 et 8, l'équivalent étant indiqué en 17 à la fig. 3.
Le dispositif d'alimentation en énergie d'on des ultracourtes allant de la ligne coaxiale 1 au filtre peut comprendre un tronçon de ligne de transmission à conducteur de ligne sur con ducteur de terre comme il a été indiqué dans le brevet principal. On voit sur le dessin un tel système de transmission à conducteur de ligne sur conducteur de terre connectant les deux extrémités du filtre. Lorsque le conducteur 4 est constitué par l'une des parois d'un châssis, le conducteur de terre peut être constitué par un prolongement de cette paroi. On comprendra cependant que la ligne coaxiale 1 peut être connectée directement aux extrémités d'entrée et de sortie du filtre si on le désire.
A la fig. 1, où le filtre comporte un couvercle conducteur 4a dont les configurations du conducteur de ligne sont noyées dans la substance diélectrique 12, la ligne coaxiale peut être connectée direc tement au filtre, le conducteur intérieur étant situé dans le plan de la bande conductrice 5 et le conducteur extérieur étant connecté aux conducteurs 4 et 4a. Un tel prolongement est indiqué aux fig. 1 et 2 pour le système 5, 4 à conducteur de ligne sur conducteur de terre, ce prolongement étant obtenu au moyen de parois latérales de substance conductrice 18 et 19 dis posées au point de couplage entre la ligne de transmission et le filtre.
Les parois latérales 18 et 19 réduisent la perturbation des ondes et as surent une émission correcte depuis la ligne de transmission jusqu'au filtre. Lorsque la ligne coaxiale est connectée directement au filtre, le conducteur extérieur est connecté aux con ducteurs 4 et 4a, les portions latérales se pro longeant pratiquement comme indiqué pour les parois latérales 18 et 19.
La partie droite de la fig. 1 montre la con figuration du conducteur de ligne exposée, le couvercle 4a et la couche supérieure de substan ce diélectrique 12b ayant été omis dans ce but. Les conducteurs de ligne 5, 9, 10 et 11 sont supportés par une mince couche de substance diélectrique 12a.
Le filtre montré aux fig. 1 et 2 peut être construit aisément en utilisant la technique des circuits imprimés. La largeur du conducteur de base 4 est choisie de manière à être supérieure à la configuration totale du conducteur de ligne, y compris ses portions capacitives et inductives. Le conducteur de base 4 comporte une mince couche de substance diélectrique 12a sur la quelle ont été appliquées, suivant la technique des circuits imprimés, les configurations du con ducteur de ligne qui affecte des formes propres à produire les capacités et les inductances dé sirées.
Par exemple la couche diélectrique peut être constituée par du polystyrène, du poly éthylène, le produit de marque Teflon ou toute autre substance diélectrique flexible, et les con ducteurs peuvent être constitués par une pein ture ou une encre conductrice, ou bien la subs tance conductrice peut être déposée chimique ment, par placage ou par morsure à l'acide, ou pulvérisée à travers un pochoir ou encore sau poudrée sur des surfaces préparées et choisies. De même les bandes conductrices peuvent être constituées ou appliquées par étampage.
Afin d'augmenter le coefficient de surten sion du filtre, au moins une partie de ce der nier est blindée ainsi que le montrent les fig. 1 et 2, ce qui a pour effet de minimiser les per tes par rayonnement. Le couvercle 4a peut com prendre une feuille ou un rçvêtement de subs tance conductrice appliquée par pulvérisation ou par un autre procédé sur la surface exté rieure de la couche diélectrique 12b.
Afin que le couvercle 4a n'affecte pas électriquement la distribution du champ du système à conducteur de ligne sur conducteur de terre, l'écartement L,, entre le couvercle et le conducteur de ligne 5 doit être égal à plusieurs fois l'écartement<I>LI</I> entre les conducteurs de ligne et de terre.
Par exemple cet écartement L2 doit être égal ou supérieur à 10 fois l'écartement LI. En ce qui concerne les écartements<I>LI</I> et L2 il est à re marquer que si ces deux distances étaient éga les, la distribution du champ du système à con ducteur de ligne sur conducteur de terre serait alors entièrement modifiée et on obtiendrait une distribution de champ du type ligne coaxiale. Si ces distances étaient légèrement différentes il en résulterait une distribution de champ iné gale sur les faces opposées des conducteurs de ligne, ce qui produirait des radiations latérales indésirables à partir des bords de l'ensemble.
En maintenant l'écartement L2 à une valeur égale à plusieurs fois celle de<I>LI,</I> on est assuré d'obtenir une distribution de champ du type conducteur de ligne sur conducteur de terre et présentant un minimum de radiations qui sont arrêtées par le couvercle 4a. Si on le dé sire la surface inférieure du couvercle conduc teur 4a peut être recouverte d'une couche de substance à perte ainsi qu'il sera décrit ci-après en relation avec les fig. 4 et 11.
Bien que le filtre 2, 2a soit montré à la fig. 1 comme étant du type passe-bande, il est clair que d'autres filtres, par exemple des filtres passe-haut et passe-bas peuvent être construits en respectant les principes de la présente invention.
La fig. 4 montre une variante d'inductance dans laquelle l'air remplace la couche de subs tance diélectrique. Le conducteur de ligne peut se présenter sous la forme d'un fil 21 de section circulaire, rectangulaire ou autre, enroulé en spirale comme indiqué en 6 à la fig. 1, son ex trémité intérieure 22 étant connectée au con ducteur de terre 4. La spirale est maintenue dans un plan pratiquement parallèle à la plaque 4 et la connexion 22 lui tient lieu à la fois de court-circuit et de support. Cette connexion peut être disposée à l'endroit où la longueur de la spirale est pratiquement égale à un quart de longueur d'onde, ou supérieure ou inférieure à un quart de longueur d'onde comme on le dé sire.
Le filtre est au moins en partie recouvert, par un couvercle conducteur 23 séparé du con ducteur 21 par une distance L., égale à plu sieurs fois la distance<I>LI</I> comprise entre les con ducteurs 21 et 4, la surface intérieure dudit cou vercle étant recouverte d'une substance conduc trice à perte 24, par exemple de l'aquadag, de manière à minimiser la résonance de cavité Un tel couvercle tient lieu d'écran et réduit éga lement les pertes par rayonnement. Si on le dé sire un écran similaire peut être prévu pour le filtre tout entier ou pour l'un quelconque de ses éléments.
La fig. 5 montre une autre méthode pour la construction d'une inductance. Un conduc teur 25 enroulé en hélice 26 et constituant de ce fait une inductance est disposé auprès du conducteur de terre 4. La proximité entre le conducteur en hélice 26 et le conducteur de terre 4 détermine la capacité répartie de celui- ci par rapport au conducteur de terre. Si l'on désire que l'élément montré soit une inductance pure l'hélice 26 doit être éloignée du conduc teur de terre 4. Cependant si l'on désire que le circuit de la fig. 5 constitue un circuit résonnant parallèle, la spirale 26 doit alors être placée suffisamment près du conducteur de terre 4 pour produire la valeur désirée de capacité répartie.
Les fi-. 6 et 7 montrent le conducteur de ligne 25 de la fig. 5 constitué par une plaque 27. Si la dimension de la plaque 27 est faible par rapport à la longueur de l'onde qui se pro page à travers l'élément, la plaque constitue une capacité concentrée de grandeur proportion nelle à la surface de la plaque. Cependant si les dimensions de la plaque 27 sont de l'ordre de la longueur d'onde de l'énergie qui s'y pro page l'élément 27 constitue une inductance en série de même qu'une capacité et il apparaît clairement que la plaque peut constituer soit une capacité pure soit un circuit résonnant pa rallèle en fonction des dimensions de ladite pla que par rapport à la longueur d'onde.
La fig. 8 montre une autre capacité. Le con ducteur de ligne 25 comporte un conducteur 29 qui lui est fixé et qui présente une capacité par rapport au conducteur de terre. Le con ducteur 29 est disposé parallèlement au con ducteur de ligne 25 et au conducteur de terre 4. La valeur de cette capacité peut être réglée par la modification de la longueur du conducteur 29. Si le conducteur 29 est long par rapport à l'a longueur de l'onde qui se propage sur le conducteur 25, il peut constituer également une inductance en série auquel cas l'élément 28 représente un circuit résonnant en série par rap port au conducteur de terre 4.
On voit à la fig. 9 que le conducteur de ligne 25 comporte un conducteur 29 qui lui est fixé et qui est fixé également au conducteur de terre 4. Cette structure constitue une in ductance du fait que la longueur du conduc teur 29 peut être appréciable par rapport à une longueur de l'onde qui se propage sur le con ducteur 25. Si le conducteur 29 présente de plus une capacité appréciable par rapport au conducteur de terre 4, il peut constituer une inductance en parallèle avec une capacité, et ainsi un circuit résonnant parallèle.
La fig. 10 montre une capacité similaire à celle montrée à la fig. 8 mais comprenant des moyens permettant de régler la valeur de la capacité. Le conducteur de ligne 25 comporte un conducteur 30 qui lui est fixé et qui, selon les principes illustrés à la fig. 8, constitue une capacité entre le conducteur de ligne 25 et le conducteur de terre 4. On peut modifier la va leur de cette capacité en disposant une pla quette de substance diélectrique 31 entre le conducteur 30 et le conducteur de terre 4. La constante diélectrique ide cette substance déter mine la valeur de la capacité formée par l'élé ment 30 et, de ce fait, la valeur de cette capa cité peut être modifiée en changeant la nature du diélectrique 31.
Bien que le filtre illustré aux fig. 1 et 2 comporte une couche supérieure de substance diélectrique 12b entre les conducteurs de ligne et le couvercle conducteur 4a, on doit remar quer que cette couche 12b pourrait être omise. Dans l'exemple de réalisation montré à la fig. 11, la couche 12b a été omise, ménageant ainsi un espace rempli d'air au-dessus des conduc teurs de ligne 5. Le couvercle 32 de cet exem ple de réalisation se présente sous la forme d'un couvercle mobile qui peut être appliqué sur la couche de substance diélectrique l2a comme montré.
Ce couvercle est constitué de préfé rence par une substance conductrice suffisam ment rigide pour conserver sa forme et com porte un rebord latéral 23 dont la largeur est approximativement égale à un quart de lon gueur d'onde de manière qu'il constitue un arrêt à impédance élevée. Par exemple l'impé dance à la périphérie du rebord 23 est élevée et la caractéristique électrique du bord inté rieur 35 du rebord 23 constitue un court-circuit équivalant par rapport au conducteur de terre 4.
La relation entre les écartements Ll et L, est de préférence la même que celle indiquée pour les fig. 2 et 4, c'est-à-dire que la distance L2 doit être égale à plusieurs fois la distance L1 de manière à préserver la distribution de champ propre au système à conducteur de ligne sur conducteur de terre. La surface intérieure du couvercle 32 est de préférence recouverte d'une substance conductrice à perte 36 comme il a été décrit pour le couvercle montré à la fig. 4.
Il apparaît également à l'homme du métier que le couvercle 32 qui vient d'être décrit peut s'appliquer à des éléments composants et cir cuits du type conducteur de ligne sur conduc teur de terre autres que les filtres et éléments réactifs montrés et décrits dans la présente des cription.
On comprendra que les éléments de réac tance des fig. 4 à 10 peuvent être utilisés pour la construction d'un filtre suivant les principes exposés en relation avec les fig. 1, 2 et 11.
Ultrashort wave filter The present invention relates to an ultrashort wave filter and relates to an improvement of the filter which is the subject of main patent N-316532..
Ultra-shortwave filter systems heretofore consisted of expensive components including waveguides and sections of coaxial lines. These elements require a very high degree of precision and, consequently, they are difficult to adapt to the economical manufacture of satisfactory filter apparatus for the frequency bands of ultrashort waves.
The main patent relates to an ultrashort wave filter which comprises a first conductor arranged to have a predetermined configuration, a second conductor, at least part of the first conductor being arranged substantially parallel to the second conductor and the second conductor. greater part of the first conductor being disposed at a distance from the second conductor which is equal to a fraction of the wavelength of the central frequency of ultrashort waves, the width of said second conductor being greater than the greatest width of the configuration of said first conductor,
so that the distribution of the electric and magnetic field between the conductors is concentrated in much the same way as the distribution of the field between one of the conductors and the neutral plane of a system with two parallel conductors, of where it follows that the propagation of the ultrashort waves takes place almost entirely in the regions of the concentrated electromagnetic field delimited by the opposing surfaces of said first and second conductors. This filter is characterized in that the configuration of said first conductor exhibits in combination with said second conductor induction and capacitance so as to form a resonant filter section.
The filter according to the present invention is of the type which has just been defined and is further characterized in that it comprises at least a third conductor constituted by a key cover arranged above the first conductor so as to cover at least one. part of said conductor.
Embodiments of the object of the present invention will be set forth, by way of example, in the following description made with reference to the appended drawing in which the fi-. 1 shows a plan view of a filter. Fig. 2 shows a sectional view taken along line 2-2 of FIG. 1. FIG. 3 shows in schematic form that a filter for electric waves equivalent to the filter of FIG. 1: Fig. 4 shows a sectional view of a modified form of inductor which can be used.
Fig. 5 shows a side elevational view of another modified form of inductor. Figs. 6 and 7 show side elevational and plan views, respectively, of one form of capacitor which can be used.
Fig. 8 shows a plan view of another form of capacitor.
Figs. 9 and 10 are side elevational views of other forms of inductors suitable for use in the filters described; and fig. 11 shows a cross-sectional view of another exemplary embodiment generally corresponding to the exemplary embodiment shown in FIG. 1, the cross-sectional view being similar to that taken along line 11-11 of FIG. 1.
Referring to Figs. 1 and 2, we see a coaxial line 1 which feeds a filter 2, 2a which, in turn, feeds a user device 3. The filter 2, 2a is shown broken so as to present two of its parts, the part 2 comprising a cover or screen in which the portions of the line conductor are embedded in a dielectric substance as shown in the sectional view of FIG. 2, tan say that part 2a is shown without the cover so as to expose the line conductor. The filter essentially consists of a conductive support plate or earth conductor 4 and a line conductor 5 arranged in certain configurations as indicated in 6, 7, 8, 9, 10 and 11.
The part 6 com takes a spiral conductor which is connected to the line conductor 5, preferably forming an acute angle therewith. The spiral 6 is embedded in the dielectric substance 12 as shown in FIG. 2. This spiral can have a free end 13, or it can be connected to the earth conductor 4 through the layer of dielectric substance. The spiral 6 can have different lengths, depending on the reactance that it is desired to obtain.
If one wishes to obtain a predominantly inductive reactance, the length of the spiral must be electrically shortened and less than a quarter of a wavelength, whereas if one wishes to obtain a predominantly capacitive reactance, one must provide a length greater than a quarter wavelength, short-circuited at its end.
The energy supplied to the filter from the transmission line 1 is first applied to the spiral inductor 6 which also has a capacitance distributed with respect to the earth conductor. The spiral 6 thus produces an inductance in parallel with the capacitance distributed between the line and earth conductors 5 and 4. This first filter section thus comprises a parallel resonant circuit as indicated at 14 in FIG. 3, the distributed inductance and the capacitance in parallel being indicated in 6a and 6b respectively.
The configuration of part 7 is suitable for producing an inductance in series with the line conductor 5. The conductor part 7 is in a sinusoidal shape so as to produce the desired inductance. The parts 8 produce capacitances as a function of the surfaces of their ends and their spacing. The conductors 7 and 8 constitute a resonant circuit parallel in series with the conductor 5 in the manner indicated at 15, 7a and 8a corresponding to the elements 7 and 8 of FIG. 1. The filter is continued by the next element 9 which likewise constitutes a parallel resonant circuit similar to the spiral 6, the corresponding slow equivalence being shown at 16 in FIG. 3.
The next filter section consisting of conductors 11 and 10 constitutes a resonant circuit parallel in series with the line conductor as do conductors 7 and 8, the equivalent being indicated at 17 in fig. 3.
The device for supplying power to ultrashorts going from the coaxial line 1 to the filter may comprise a section of transmission line with line conductor on earth conductor as indicated in the main patent. We see in the drawing such a transmission system with a line conductor on an earth conductor connecting the two ends of the filter. When the conductor 4 is formed by one of the walls of a frame, the earth conductor can be formed by an extension of this wall. It will be understood, however, that the coaxial line 1 can be connected directly to the input and output ends of the filter if desired.
In fig. 1, where the filter has a conductive cover 4a, the configurations of the line conductor of which are embedded in the dielectric substance 12, the coaxial line can be connected directly to the filter, the inner conductor being located in the plane of the conductive strip 5 and the outer conductor being connected to conductors 4 and 4a. Such an extension is shown in Figs. 1 and 2 for the system 5, 4 with a line conductor on an earth conductor, this extension being obtained by means of side walls of conductive substance 18 and 19 placed at the point of coupling between the transmission line and the filter.
Sidewalls 18 and 19 reduce wave disturbance and ensure proper emission from the transmission line to the filter. When the coaxial line is connected directly to the filter, the outer conductor is connected to conductors 4 and 4a, the side portions extending substantially as indicated for the side walls 18 and 19.
The right part of fig. 1 shows the configuration of the exposed line conductor, the cover 4a and the top layer of dielectric substance 12b having been omitted for this purpose. Line conductors 5, 9, 10 and 11 are supported by a thin layer of dielectric substance 12a.
The filter shown in fig. 1 and 2 can be easily constructed using printed circuit technology. The width of the base conductor 4 is chosen so as to be greater than the total configuration of the line conductor, including its capacitive and inductive portions. The base conductor 4 comprises a thin layer of dielectric substance 12a on which have been applied, according to the technique of printed circuits, the configurations of the line conductor which affects forms suitable for producing the desired capacitances and inductances.
For example, the dielectric layer can be constituted by polystyrene, polyethylene, the product of the Teflon brand or any other flexible dielectric substance, and the conductors can be constituted by a paint or a conductive ink, or else the conductive substance. can be deposited chemically, by plating or by acid bite, or sprayed through a stencil or even powdered on prepared and selected surfaces. Likewise, the conductive strips can be formed or applied by stamping.
In order to increase the surge coefficient of the filter, at least part of the filter is shielded as shown in fig. 1 and 2, which has the effect of minimizing radiation losses. The cover 4a may comprise a sheet or coating of a conductive substance applied by spraying or other method to the outer surface of the dielectric layer 12b.
So that the cover 4a does not electrically affect the field distribution of the line conductor system on the earth conductor, the distance L ,, between the cover and the line conductor 5 must be several times the distance < I> LI </I> between line and earth conductors.
For example, this distance L2 must be equal to or greater than 10 times the distance LI. As regards the distances <I> LI </I> and L2 it should be noted that if these two distances were equal, the field distribution of the line conductor system on the earth conductor would then be entirely modified and we would obtain a field distribution of the coaxial line type. If these distances were slightly different it would result in an uneven field distribution on the opposing faces of the line conductors, which would produce unwanted side radiation from the edges of the assembly.
By maintaining the distance L2 at a value equal to several times that of <I> LI, </I> it is ensured to obtain a field distribution of the line conductor type on earth conductor and presenting a minimum of radiation which are stopped by the cover 4a. If desired, the lower surface of the conductor cover 4a can be covered with a layer of lossy substance as will be described below in relation to FIGS. 4 and 11.
Although the filter 2, 2a is shown in fig. 1 as being of the band pass type, it is clear that other filters, for example high pass and low pass filters can be constructed respecting the principles of the present invention.
Fig. 4 shows an inductance variant in which air replaces the layer of dielectric substance. The line conductor may be in the form of a wire 21 of circular, rectangular or other section, wound in a spiral as indicated at 6 in FIG. 1, its inner end 22 being connected to the earth conductor 4. The spiral is maintained in a plane practically parallel to the plate 4 and the connection 22 acts as both a short-circuit and a support. This connection can be arranged where the length of the spiral is substantially equal to a quarter wavelength, or greater or less than a quarter wavelength as desired.
The filter is at least partially covered by a conductive cover 23 separated from the conductor 21 by a distance L., equal to several times the distance <I> LI </I> between the conductors 21 and 4, the inner surface of said cover being covered with a lossy conductive substance 24, for example aquadag, so as to minimize cavity resonance. Such a cover acts as a screen and also reduces radiation losses. If desired, a similar screen can be provided for the entire filter or for any of its elements.
Fig. 5 shows another method for the construction of an inductor. A conductor 25 wound in a helix 26 and thereby constituting an inductor is placed near the earth conductor 4. The proximity between the helical conductor 26 and the earth conductor 4 determines the distributed capacitance of the latter with respect to the conductor. earthen. If it is desired that the element shown be a pure inductance the helix 26 must be moved away from the earth conductor 4. However, if it is desired that the circuit of FIG. 5 constitutes a parallel resonant circuit, the spiral 26 must then be placed close enough to the earth conductor 4 to produce the desired value of distributed capacitance.
The fi-. 6 and 7 show the line conductor 25 of FIG. 5 constituted by a plate 27. If the dimension of the plate 27 is small compared to the length of the wave which projects through the element, the plate constitutes a concentrated capacitance of magnitude proportional to the surface of the surface. plate. However, if the dimensions of the plate 27 are of the order of the wavelength of the energy which is projected therein, the element 27 constitutes a series inductance as well as a capacitor and it is clear that the plate can constitute either a pure capacitor or a resonant circuit pa rallèle according to the dimensions of said plate as compared to the wavelength.
Fig. 8 shows another capacity. The line conductor 25 has a conductor 29 which is attached to it and which has a capacitance relative to the earth conductor. The conductor 29 is arranged parallel to the line conductor 25 and to the earth conductor 4. The value of this capacitance can be adjusted by modifying the length of the conductor 29. If the conductor 29 is long with respect to the a length of the wave which propagates on the conductor 25, it can also constitute a series inductance in which case the element 28 represents a circuit resonating in series with respect to the earth conductor 4.
We see in fig. 9 that the line conductor 25 comprises a conductor 29 which is fixed to it and which is also fixed to the earth conductor 4. This structure constitutes an inductance because the length of the conductor 29 can be appreciable compared to a length of the wave which propagates on the conductor 25. If the conductor 29 also has an appreciable capacitance with respect to the earth conductor 4, it can constitute an inductance in parallel with a capacitance, and thus a parallel resonant circuit.
Fig. 10 shows a capacity similar to that shown in FIG. 8 but comprising means for adjusting the value of the capacitor. The line conductor 25 has a conductor 30 which is attached to it and which, according to the principles illustrated in FIG. 8, constitutes a capacitance between the line conductor 25 and the earth conductor 4. The value of this capacitance can be modified by placing a plate of dielectric substance 31 between the conductor 30 and the earth conductor 4. The dielectric constant This substance determines the value of the capacitance formed by the element 30 and, therefore, the value of this capacitance can be modified by changing the nature of the dielectric 31.
Although the filter shown in fig. 1 and 2 comprises an upper layer of dielectric substance 12b between the line conductors and the conductive cover 4a, it should be noted that this layer 12b could be omitted. In the exemplary embodiment shown in FIG. 11, the layer 12b has been omitted, thus leaving an air-filled space above the line conductors 5. The cover 32 of this exemplary embodiment is in the form of a movable cover which can be applied. on the dielectric substance layer 12a as shown.
This cover is preferably made of a conductive substance sufficiently rigid to retain its shape and comprises a side rim 23 the width of which is approximately equal to a quarter of the wavelength so that it constitutes an impedance stop. high. For example the impedance at the periphery of the rim 23 is high and the electrical characteristic of the inner edge 35 of the rim 23 constitutes an equivalent short-circuit with respect to the earth conductor 4.
The relationship between the spacings L1 and L, is preferably the same as that indicated for Figs. 2 and 4, that is to say that the distance L2 must be equal to several times the distance L1 so as to preserve the field distribution specific to the system with a line conductor on an earth conductor. The inner surface of the cover 32 is preferably covered with a lossy conductive substance 36 as has been described for the cover shown in FIG. 4.
It also appears to those skilled in the art that the cover 32 which has just been described can be applied to component and circuit elements of the line conductor type on earth conductor other than the filters and reactive elements shown and described. in the present descriptions.
It will be understood that the reactance elements of FIGS. 4 to 10 can be used for the construction of a filter according to the principles set out in relation to FIGS. 1, 2 and 11.