Resonatoren und Filter

Zusammenfassung

Schaltungen, die ein stark frequenzabhängiges Übertragungsverhalten aufweisen werden als Filterschaltungen oder kurz Filter bezeichnet. In der Anwendung werden diese Filterschaltungen sehr häufig eingesetzt. Als Bauelemente werden man entweder Kondensatoren und Spulen und/oder Leitungen und/oder so genannte Resonatoren, die in verschiedensten Technologien hergestellt werden.

Da die Synthese von Filtern ein sehr weites Gebiet ist, kann in diesem Kapitel nur ein Einblick gegeben werden. Zu Berechnung von Standardfiltern nutzt man Filterentwurfsverfahren mit Butterworth- oder Tschebyscheff-Standardtiefpässen, die hier erstmalig in S-Parametertechnik dargestellt werden.

Bandpässe und Bandsperren werden in der Praxis oft aus Resonatoren hergestellt. Die einfachsten Resonatoren können aus einer Serien- oder Parallel-L-C-Kombination bestehen. Andere bereits vorgestellte Resonatoren sind die λ/4- und λ/2-Leitungen. Im unteren Frequenzbereich sind die Quarze wichtige Resonatoren und im oberen Frequenzbereich sind noch die dielektrischen Resonatoren zu nennen.

Da die gekoppelten Bandpassfilter das breiteste Anwendungsspektrum haben, wird die Theorie für zweikreisige Filter im Detail erläutert. Im Gegensatz zum Stand der Literatur handelt es sich hier um exakte geschlossene Gleichungen, die sich sehr einfach anwenden lassen.

Bevor wir jedoch auf diese Theorie eingehen können, müssen die Eigenschaften von Resonatoren verstanden sein. Diese Resonatortheorie ist auch für den Entwurf von Oszillatoren von großer Wichtigkeit. Im Weiteren wird auch ein neuartiges Verfahren zur Steigerung der belasteten Resonatorgüte vorgestellt.