Полосно-пропускающий перестраиваемый фильтр

 

Использование: радиотехника, полосно-пропускающий перестраиваемый СВЧ-фильтр. Сущность изобретения: в полосно-пропускающем фильтре с электрической перестройкой частоты, содержащем резонансный элемент на основе феррита в виде двух прямоугольных металлизированных пластин, расположенных между экранирующими поверхностями симметричной полосковой линии, и электромагнитную систему управления, введены две прямоугольные диэлектрические пластины, каждая из которых торцами соединена с соответствующей ферритовой пластиной. Внешние и внутренние поверхности диэлектрических пластин, а также внешние и торцевые поверхности ферритовых пластин металлизированы полностью, а на внутренние поверхности ферритовых пластин нанесены полоски, образующие с внутренними металлизациями диэлектрических пластин симметричный ступенчатый проводник, широкая часть которого является емкостью, а узкая - индуктивностью резонансного элемента, перпендикулярно боковым кромкам которого подключены входной и выходной полоски связи с линией передачи. 4 ил.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в различной СВЧ-аппаратуре.

Целью изобретения является увеличение диапазона перестройки при уменьшении габаритов.

На фиг.1 представлена конструкция полосно-пропускающего перестраиваемого фильтра; на фиг.2 - топология металлизированного покрытия внутренних поверхностей ферритодиэлектрических пластин; на фиг.3 - эквивалентная схема резонансного элемента на длинных линиях; на фиг.4 - экспериментальная зависимость диапазона перестройки для метрового диапазона длин волн.

Фильтр содержит резонансный элемент, выполненный из двух прямоугольных диэлектрических пластин 1 и двух прямоугольных ферритовых пластин 2, расположенных между экранирующими поверхностями 3 немагнитного корпуса симметричной полосковой линии передачи. При этом каждая пластина 1 и соответствующая пластина 2 соединены торцами, параллельными продольной оси симметричной линии передачи, и лежит в одной плоскости. Пластины 1 и 2 металлизированы с обеих сторон. Причем у пластин 2 внешняя и внутренняя поверхности металлизированы полностью, у пластины 1 полностью металлизированы внешние поверхности, а на внутренние стороны нанесены металлические полоски 4, подключенные одними концами к торцевым кромкам внутренних металлизаций 5 пластин 2, а другими - к металлизации на противоположном торце пластины 1. При этом внутренние металлизации пластин 1 и 2 образуют проводники ступенчатой формы, где полоски 4 образуют короткозамкнутые индуктивные шлейфы, перпендикулярно боковым кромкам которых подключены входной и выходной полоски 6, 7 симметричной полосковой линии передачи, а металлизации 5 образуют конденсаторы резонансного элемента. Кондуктивная (автотрансформаторная) связь резонансного элемента с линией передачи осуществляется посредством полосков 6 и 7. Ширина а полосков 4 выбирается из условия а ≅ b - 4d, где b, d - ширина и толщина пластин 1 и 2. Элементом перестройки является магнитная система 8, включающая магнитопровод и катушку управления.

Перестройка фильтра осуществляется за счет изменения эффективной магнитной проницаемости μ'_эф ферритовых пластин 1 при изменении внешнего магнитного поля управления Н_о в области за ферромагнитным резонансом (ФМР), направленного перпендикулярно плоскости пластин 1. При этом изменяется электрическая длина индуктивных шлейфов, образованных полосками 4, а следовательно, резонансная частота настройки фильтра. Диапазон перестройки ограничивается по частоте: снизу - увеличением потерь в фильтре при приближении к области ФМР, сверху - увеличением мощности, требуемой для перестройки при уменьшении величины μ'_эф и крутизны изменения функции μ'_эф=ϕ(H_o). Поскольку индуктивный шлейф уже ферритовой пластины 1, он создает эффект концентрации и увеличения взаимодействия электромагнитного поля с ферритом, возрастают максимальная величина μ'_эф и диапазон перестройки, пропорциональный отношению . Выбором точки подключения полосков 6 и 7 к индуктивному шлейфу можно регулировать величину связи с резонансным элементом. При такой связи вместе с ростом резонансной частоты f_o при перестройке автоматически растет и нагруженная добротность Q_н.

Фильтр имеет уменьшенные массогабаритные характеристики за счет сокращения габаритов резонансного элемента. Отсутствие сосредоточенных элементов позволяет работать при повышенном уровне СВЧ-мощности.

Формула изобретения

ПОЛОСНО-ПРОПУСКАЮЩИЙ ПЕРЕСТРАИВАЕМЫЙ ФИЛЬТР, содержащий входной и выходной полоски отрезка симметричной полосковой линии передачи, между токонесущим проводником и экранными поверхностями которой размещены две прямоугольные ферритовые пластины резонансного элемента, включающего индуктивности и конденсаторы, и магнитную систему управления, при этом внешние поверхности ферритовых пластин металлизированы, отличающийся тем, что, с целью увеличения диапазона перестройки при уменьшении габаритов, конденсаторы образованы введенными двумя идентичными прямоугольными диэлектрическими пластинами, обе поверхности которых полностью металлизированы и каждая из которых установлена в плоскости соответствующей ферритовой пластины симметрично относительно ее середины и соединена одним торцом с одним из ее торцов, параллельных продольной оси симметричной полосовой линии передачи, на противоположный торец которой нанесен слой металлизации, соединенный с внешней металлизацией, а индуктивности выполнены в виде введенных металлических полосок, которые размещены на середине внутренних поверхностей ферритовых пластин и одними концами подключены к торцевым кромкам внутренних металлизаций диэлектрических пластин, другими - к металлизированным торцам ферритовых пластин, а перпендикулярно к их боковым кромкам подключены входной и выходной полоски, при этом ширина a каждого металлического полоска выбрана из условия a≅b-4d, где b и d - ширина и толщина ферритовых и диэлектрических пластин.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4