Forum: HF, Funk und Felder Kopplungsmatrizen und Resonatoren


von Walter (Gast)


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Hallo

ich lese immer mal wieder Literatur über die Synthese von Filtern im 
Hochfrequenzbereich. Oft werden da solche Kopplungsmatrizen benutzt, 
welche anscheinend sämtliche Informationen eines Filters enthalten und 
mit denen die Übertragunsfunktion bestimmt werden kann oder umgekehrt. 
Offenbar beschreiben die Kopplungsmatrizen die verkopplung mehrerer 
Resonatoren. In diesem Zusammenhang wird bei zwei Resonatoren oft auch 
von der Even- und der Odd-Mode Resonanzfrequenz gesprochen. Mich würde 
mal jetzt interessieren, wo ich die theorie und Einführung dieser 
Kopplungsmatrizen nachlesen kann, wie ich daraus Übertragungsfunktionen 
bestimme und was Even- und Odd-Mode Resonanz ist. Gibt es da gescheite 
Literatur? Ich habe IEEEXplore Zugriff und mir da bereits einen Wolf 
gesucht, aber nichts verwertbares gefunden, die Papers die ich gefunden 
habe bauen alle auf der Theorie der Kopplungsmatrizen auf, aber keins 
erklärt, WAS denn nun eine Kopplungsmatrix genau ist.

Könnt ihr mir helfen?

Konkret geht es nämlich darum, dass ich die Entwurfsmethodik mit der 
Kopplungsmatrix nachvollziehen möchte, weil ich gerade einen konkreten 
Anwendungsfall hätte, wo ich ein Filter realisieren sollte.

von Joggel (Gast)


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Aeh ... die S-Matritzen ? da sind die S Parameter drin. Die kann man in 
die Y Matritzen umrechnen.

von Walter (Gast)


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Ne, ich meine nicht die Streuparameter. Die kenne ich schon. Das wären 
normale Vierpolparameter, die kann man alle ineinander umrechnen. Nein, 
ich meine die Kopplungsfaktoren

wobei fe und fo die Even und Odd mode Resonanzfrequenzen sind - was auch 
immer das ist, darauf zielt ja meine Frage ab.

von HST (Gast)


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So aus dem Zusammenhang gerissen bringt das nicht viel. Die Form der 
gezeigten Gleichung gibt's allgemein als sogenannten Verstimmungsfaktor. 
Kannst du nicht den Artikel oder die wesentlichen Teile hier 
reinstellen, damit der Kontext klar wird? Von even/odd 
Resonanzfrequenzen habe ich noch nix gehört, nur von even/odd 
Ordnungszahlen n der Filter.

Falls du die Kopplungskoeffizienten (z.B kn(n+1) + q bzw. gk..) meinst, 
kannst du ja mal den Artikel von:
Milton Dishal, "Two new Equaions for the Design of Filters, Electrical 
Communication, Dec. 1953" ansehen.

Zumindest Butterworth- und Tschebyscheff-Filter (verlustlos) und ihre 
Koppelwerte/Frequenzkurven lassen sich in geschlossener Form leicht 
berechnen (Tscheby bis r=3db).
Hier noch ein Link: http://www.jpier.org/PIERB/pierb21/03.10012103.pdf

Das Buch von Zverev "Handbook of Filter Synthesis" (leider nur 
antiquarisch) könnte noch einige Information bringen.

Vielleicht hilft Literatur über das Design von Simulations-Engines, die 
ja auch Verluste berücksichtigen.

Falls das nicht deine Frage betrifft, einfach vergessen.

von Walter (Gast)


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Danke für deinen Link. Dieses Dokument kannte ich bereits und es geht 
genau in die Richtung, die ich meine. Das mit der even und odd 
Resonanzfrequenz habe ich von hier:

http://elpub.bib.uni-wuppertal.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-685/d130001.pdf

Seite 8.

Im Zverev ist leider nicht allzu viel über den Verstimmungsfaktor 
beschrieben. Hier 
https://www.ti.bfh.ch/fileadmin/_migrated/content_uploads/book_06-07_030.pdf 
wird dies Kopplungsmatrix auch erwähnt. Das betreffende Paper habe ich 
mir besorgt, es ist jedoch nur ein Sammelsurium von Gleichungen nahezu 
ohne Erklärung :-(

von Pandur S. (jetztnicht)


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> Das mit der even und odd Resonanzfrequenz habe ich von hier:
>
>http://elpub.bib.uni-wuppertal.de/servlets/Derivat...
>
>Seite 8.

Und speziell seite 10. Naja, wie koppelt man Resonatoren. Ein solcher 
Koppler kann als Transformationsstufe gesehen werden.

Im paper ist es allerdings die Kopplung zwischen mehreren Moden einer 
einzelnen Struktur. Deswegen koennen verschiedene Kopplungen existieren, 
nicht nur als Kette von Zweitoren.


Danke fuer das paper anyway.

: Bearbeitet durch User
von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


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Beitrag "Image Impedance und Filter."
vielleicht hat der Matthaei/Young/Jones was dazu zu sagen.

Diese even/odd-Aufteilung kommt in der Theorie zu Microstrip-Leitungen 
auch vor.

von Sven D. (Gast)


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Walter schrieb:
> Even und Odd mode Resonanzfrequenzen

Das sind geradzahlige und ungeradzahlige Harmonische.

von HST (Gast)


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Hallo Walter,

Asche auf mein Haupt, diese Definition von k habe ich erst jetzt in dem 
Tyurnev-Artikel gelesen. Ich finde übrigens die Bezeichnung "Gleich-" 
und "Gegentakt-Resonanzen" (im Uni-Papier) statt "even/odd" wesentlich 
einleuchtender für zwei gekoppelter Kreise und deren gegenläufige 
Frequenzverschiebung von der Eigenresonanz.

In diesen hochtheoretischen Sphären habe ich mich mangels Wissen nicht 
bewegt. Ist für meine Zwecke im HF-Bereich zu praxisfern.
Für meine Berechnungen von k und q für Butterworth- und 
Tschebyscheff-Filter mit beliebigen Polzahlen verwende ich im Prinzip 
die Gleichungen aus dem erwähnten Dishal-Papier. Da brauche ich keine 
entsprechenden k & q-Tabellen mehr. Bei Cohn-Filtern ist es noch 
einfacher.

Bei den von dir angesprochenen Fragen kann ich daher leider auch nicht 
helfen.
Viel Erfolg,  Horst

von Eric (Gast)


Angehängte Dateien:

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Walter schrieb:
> Oft werden da solche Kopplungsmatrizen benutzt,
> welche anscheinend sämtliche Informationen eines Filters enthalten und
> mit denen die Übertragunsfunktion bestimmt werden kann oder umgekehrt.
> Offenbar beschreiben die Kopplungsmatrizen die verkopplung mehrerer
> Resonatoren. In diesem Zusammenhang wird bei zwei Resonatoren oft auch
> von der Even- und der Odd-Mode Resonanzfrequenz gesprochen.

Ich vermute mal dass man bei dem deutschen Begriff der Kopplungsmatrix 
den englischen Begriff der ABCD parameter meint.
Die ganze Theorie dazu findet man im "Pozar: Microwave Engineering"

auch aus dem Pozar:
-- der even mode hat ein elektrisches Feld welches spiegel-symmyetrisch 
zur
Mittellinie von gekoppelten Leitungen ist
-- der odd mode ist unsymmetrisch zur Spiegel Linie

die Ursache ist ob die TEM-Felder gleichläufig oder gegenläufig sind 
(also wo temporär + und - gilt), da man jedes Feld aus einer Kombination 
von beiden Feldtypen zusammen setzen kann werden bei der Analyse beide 
Typen verwendet und berechnet S.337 Pozar

Ich kann den Pozar als Lehrbuch nur empfehlen, didaktisch 1A

Eric

von Wilhelm S. (wilhelmdk4tj)


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Hallo zusammen.

@ HST

> Das Buch von Zverev "Handbook of Filter Synthesis" (leider nur
> antiquarisch) ....

Wie kommst du darauf?
Ja sicher, die Hardcover Ausgabe aus den 60er Jahren gibt es bestimmt
nur noch antiquarisch.
Aber:
2005 ist eine Softcoverausgabe neu herausgekommen.
Google : ISBN 0-471-74942-7
Ich habe meines 2005 für ca. 75 EUR erworben. Die Preise liegen
heute - je nach Anbieter - zwar ein bisschen drüber aber auch in
diesen Regionen. M.E. für Filterbauer und Filterverstehenwollende [;-)]
ein absolutes Muss.

73
Wilhelm

von HST (Gast)


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Hallo Walter,

Etwas O.T., aber na ja, ich habe tatsächlich übersehen, dass es einen 
Reprint der Ausgabe gab. Die irre Preisspanne zwischen 80$ und 170$ ist 
normalerweise ein Indiz für antiquarische Exemplare. Das heißt ja nicht, 
dass es nicht mehr erhältich ist.
Eigentlich erstaunlich, dass eine Ausgabe 38 Jahre später offensichtlich 
keine Überarbeitung enthält.
Unabhängig davon ist es eine DER Bibeln für die Filtertechnik, 
allerdings teilweise schwer verdaulich (ich habe mein Exemplar 1971 
gekauft).

73, Horst

von martl42 (Gast)


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Hallo Walter,

DIE aktuelle Referenz auf diesem Gebiet ist neben dem erwähnten, älteren 
Matthaei das Buch "Microwave Filters for Communication Systems" von 
Richard Cameron, dort siehst du auf fast jeder Seite eine Koppelmatrix.

Gruß, Martl

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