Полосно-пропускающий фильтр

Изобретение относится к технике СВЧ. Технический результат - увеличение крутизны ската амплитудно-частотной характеристики фильтра. Для этого фильтр содержит диэлектрическую пластину, одна поверхность которой металлизирована, а на противоположную поверхность нанесены отрезки протяженных проводящих полосок, расположенных параллельно и разделенных диэлектрическими промежутками, входной и выходной отрезки полосковых проводников, расположенные на той же поверхности диэлектрической пластины, что и отрезки протяженных проводящих полосок, протяженная плоская диэлектрическая пластина, одна поверхность которой металлизирована, а на противоположную поверхность нанесен отрезок проводящей полоски. Длина протяженной плоской диэлектрической пластины не меньше суммы ширин всех отрезков проводящих полосок и промежутков их разделяющих, а ширина протяженной полоски пластины составляет от 0,1 до 0,2 длины волны диэлектрической пластины на центральной частоте фильтра, при этом ширина отрезка проводящей полоски, нанесенного на соответствующую поверхность протяженной плоской диэлектрической пластины, равна толщине протяженной плоской диэлектрической пластины, причем поверхность протяженной плоской диэлектрической пластины обращена к поверхности диэлектрической пластины, а отрезок проводящей полоски протяженной плоской диэлектрической пластины изолирован от отрезков протяженных проводящих полосок диэлектрической пластины. 3 ил.

 

Изобретение относится к технике СВЧ и предназначено для создания полосно-пропускающих фильтров на основе микрополосковых резонансных звеньев.

Известна конструкция полосно-пропускающих фильтров на связанных линиях с непосредственной связью, простейшим элементом которого является звено, состоящее из пары отрезков микрополосковых линий, каждая из которых реализована в виде разомкнутых отрезков, работающих в режиме четырехполюсника (Л.Г. Малорацкий Микроминиатюризация элементов и устройств СВЧ. М.: «Советское радио», 1976, 216 с., с.178, рис.2.39).

Недостатком такой конструкции фильтра являются большие габариты в сочетании с низкой избирательностью, определяемой недостаточной крутизной скатов частотной характеристики.

Наиболее близкими к предлагаемому полосно-пропускающему фильтру являются фильтры (см. US Patent №6326866, Н01Р 001/20, Sasaki, at all.. Dec. 4, 2001, Bandpass filter, duplexer, high-frequency module and communication device), содержащие n-отрезков протяженных полосковых проводников, где n равно числу звеньев фильтра, расположенных на одной из поверхностей диэлектрической пластины и разделенных диэлектрическими промежутками, слой металлизации, расположенный на другой поверхности диэлектрической пластины, причем один конец каждого из отрезков протяженных полосковых проводников первой группы соединен со слоем металлизации, а также входной и выходной отрезки полосковых проводников, расположенные на одной из поверхностей диэлектрической пластины и электромагнитно связанные каждый с одним из отрезков протяженных полосковых проводников первой группы.

Однако такие полосно-пропускающие фильтры обладают большой разницей в крутизне скатов амплитудно-частотной характеристики, причем обычно крутизна ската нижних частот существенно хуже, чем крутизна ската верхних частот.

Техническим результатом изобретения является увеличение крутизны ската амплитудно-частотной характеристики фильтра.

Это достигается тем, что в известном полосно-пропускающем фильтре, содержащем диэлектрическую пластину, одна поверхность которой металлизирована, а на противоположной нанесены отрезки протяженных проводящих полосок, расположенных параллельно друг другу и разделенных диэлектрическими промежутками, причем один конец каждого отрезка протяженной проводящей полоски присоединен к металлизации на поверхности диэлектрической пластины, и входной и выходной отрезки полосковых проводников расположены на той же поверхности диэлектрической пластины и электромагнитно связаны каждый с одним из отрезков протяженных проводящих полосок, все отрезки протяженных проводящих полосок одним из своих концов примыкают к краю диэлектрической пластины, соединение конца каждого отрезка протяженной проводящей полоски к металлизации на поверхности диэлектрической пластины выполнено по кратчайшему пути на торцевой поверхности диэлектрической пластины узким плоским проводником, а над противоположными концами отрезков протяженных проводящих полосок размещена протяженная плоская диэлектрическая пластина, длина которой не меньше суммы ширин всех проводящих полосок и диэлектрических промежутков их разделяющих, а ширина протяженной плоской диэлектрической пластины составляет от 0,1 до 0,2 длины волны в диэлектрической пластине на центральной частоте полосно-пропускающего фильтра, одна поверхность протяженной плоской диэлектрической пластины металлизирована, а на противоположной ей поверхности нанесен отрезок проводящей полоски, ширина которого равна толщине протяженной плоской диэлектрической пластины, а длина равна сумме всех проводящих полосок и диэлектрических промежутков их разделяющих, причем поверхность протяженной плоской диэлектрической пластины, на которой нанесен отрезок проводящей полоски, обращена к поверхности ди- электрической пластины, на которой нанесены отрезки протяженных полосок, а отрезок проводящей полоски изолирован от отрезков протяженных проводящих полосок.

Сущность изобретения поясняется рисунками, где на фиг.1 представлен полосно-пропускающий фильтр, на фиг.2 показана протяженная плоская диэлектрическая пластина, а на фиг.3 показаны сравнительные частотные характеристики семизвенного фильтра известного (а) и созданного (б).

Полосно-пропускающий фильтр содержит диэлектрическую пластину 1, одна поверхность которой металлизирована 2, а на противоположной нанесены отрезки 3 протяженных проводящих полосок, расположенных параллельно друг другу и разделенных диэлектрическими промежутками 4, причем один конец 5 каждого отрезка 3 протяженной проводящей полоски присоединен к металлизации 2 на поверхности диэлектрической пластины 1, и входной и выходной отрезки 6 полосковых проводников расположены на той же поверхности диэлектрической пластины 1 и электромагнитно связаны каждый с одним из отрезков 3 протяженных проводящих полосок. Все отрезки 3 протяженных проводящих полосок одним из своих концов примыкают к краю диэлектрической пластины 1. Конец каждого отрезка 3 протяженной проводящей полоски присоединен к металлизации 2 на поверхности диэлектрической пластины 1 по кратчайшему пути 7 на торцевой поверхности 8 диэлектрической пластины 1. Над противоположными концами 9 отрезков 3 протяженных проводящих полосок размещена протяженная плоская диэлектрическая пластина 10, длина которой не меньше суммы ширин всех отрезков 3 проводящих полосок и диэлектрических промежутков 4 их разделяющих. Ширина протяженной плоски диэлектрической пластины 10 составляет от 0,1 до 0,2 длины волны в диэлектрической пластине 1 на центральной частоте полосно-пропускающего фильтра, одна поверхность протяженной плоской диэлектрической пластины 10 металлизирована 11, а на противоположной ей поверхности нанесен отрезок 12 проводящей полоски, ширина которого равна толщине протяженной плоской диэлектрической пластины 10, а длина равна сумме всех отрезков 3 проводящих полосок и диэлектрических промежутков 4 их разделяющих, причем поверхность протяженной плоской диэлектрической пластины 10, на которой нанесен отрезок 12 проводящей полоски, обращена к поверхности диэлектрической пластины 1, на которой нанесены отрезки 3 протяженных проводящих полосок, а отрезок 12 проводящей полоски изолирован от отрезков 3 протяженных проводящих полосок.

Полосно-пропускающий фильтр работает следующим образом. После каскадного подключения полосно-пропускающего фильтра с помощью входного и выходного отрезков 6 полосковых проводников в цепь с распространяющейся СВЧ волной, один из отрезков 6 возбуждает электромагнитные колебания в крайнем отрезке 3 протяженного проводящего полоска, а с другого отрезка 6 сигнал снимается в СВЧ цепь. Все отрезки 3 протяженных проводящих полосок выполняют функции резонансных звеньев в виде микрополосковых резонаторов каждый с частотой равной центральной частоте полосового фильтра. Резонансная частота микрополоскового резонатора определяется длиной отрезка 3 и толщиной диэлектрической пластины 1. Применение присоединения конца каждого отрезка 3 протяженной проводящей полоски к металлизации 2 на поверхности диэлектрической пластины 1 по кратчайшему пути 7 на торцевой поверхности 8 диэлектрической пластины 1 обеспечивает укорочение длины микрополоскового резонатора на четверть длины волны и тем самым уменьшает геометрические размеры фильтра. Электромагнитные колебания в полосе частот относительно частоты, равной центральной частоте полосового фильтра, передаются с одного входа полосового фильтра к его противоположному входу (его выходу). Ширина полосы пропускания фильтра определяется диэлектрическими промежутками 4. Выполнение соединения отрезков 3 узким плоским проводником 7 с металлизацией 2 минимально искажает ширину полосы пропускания фильтра относительно расчетного значения, определяемого диэлектрическими промежутками 4.

Частотная характеристика фильтра на микрополосковых резонансных звеньях имеет крутой высокочастотный скат и плавный низкочастотный. Размещение над концами 9 отрезков 3 протяженных проводящих полосок протяженной плоской диэлектрической пластины 10, длина которой не меньше суммы ширин всех отрезков 3 проводящих полосок и диэлектрических промежутков 4 их разделяющих, на которой нанесен отрезок 12 проводящей полоски при условии, что отрезок 12 изолирован от отрезков 3 протяженных проводящих полосок, создает дополнительную связь между резонансными звеньями фильтра. Такая связь изменяет вид частотной характеристики, обостряя низкочастотный скат фильтра.

Экспериментальные исследования показали, что металлизация 11 диэлектрической пластины 10 улучшает крутизну низкочастотного ската частотной характеристики фильтра.

Изобретение позволяет достичь увеличения крутизны скатов амплитудно-частотной характеристики полосно-пропускающего фильтра без увеличения числа его резонансных звеньев, т.е. порядка фильтра. На фиг.3 представлены для сравнения амплитудно-частотные характеристики двух полосно-пропускающих фильтров, предназначенных для создания полосы пропускания 200 МГц, изготовленных по техническому решению прототипа (а) и по данному предложению (б). Сравнивая положения частотных маркеров 2 и 4 на рисунках фиг.3, видно, что без увеличения порядка фильтра в изобретении удается увеличить крутизну низкочастотного ската на 5 дБ, и реализовать требуемую характеристику.

Использование изобретения обеспечило создание в диапазоне частот 2-4 ГГц пятизвенных полосно-пропускающих фильтров с микрополосковыми резонаторами (полоса пропускания ~ 6,7%, коэффициент прямоугольности 1,7 по уровню 20 дБ, потери в полосе не хуже 3 дБ) с частотными характеристиками, аналогичными семизвенным полосно-пропускающим фильтрам.

Полосно-пропускающий фильтр, содержащий диэлектрическую пластину, одна поверхность которой металлизирована, а на противоположной нанесены отрезки протяженных проводящих полосок, расположенных параллельно друг другу и разделенных диэлектрическими промежутками, причем один конец каждого отрезка протяженной проводящей полоски присоединен к металлизации на поверхности диэлектрической пластины, и входной и выходной отрезки полосковых проводников расположены на той же поверхности диэлектрической пластины и электромагнитно связаны каждый с одним из отрезков протяженных проводящих полосок, отличающийся тем, что все отрезки протяженных проводящих полосок одним из своих концов примыкают к краю диэлектрической пластины, соединение конца каждого отрезка протяженной проводящей полоски к металлизации на поверхности диэлектрической пластины выполнено по кратчайшему пути на торцевой поверхности диэлектрической пластины, а над противоположными концами отрезков протяженных проводящих полосок размещена протяженная плоская диэлектрическая пластина, длина которой не меньше суммы ширин всех отрезков проводящих полосок и диэлектрических промежутков, их разделяющих, а ширина протяженной плоской диэлектрической пластины составляет от 0,1 до 0,2 длины волны в диэлектрической пластине на центральной частоте полосно-пропускающего фильтра, одна поверхность протяженной плоской диэлектрической пластины металлизирована, а на противоположной ей поверхности нанесен отрезок проводящей полоски, ширина которого равна толщине протяженной плоской диэлектрической пластины, а длина равна сумме всех проводящих полосок и диэлектрических промежутков их разделяющих, причем поверхность протяженной плоской диэлектрической пластины, на которой нанесен отрезок проводящей полоски, обращена к поверхности диэлектрической пластины, на которой нанесены отрезки протяженных полосок, а отрезок проводящей полоски изолирован от отрезков протяженных проводящих полосок.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится антенной технике и может быть использовано в радиоприемных и радиопередающих устройствах систем связи, в том числе в аппаратуре потребителей спутниковых радионавигационных систем Glonass, GPS для разделения сигналов, принятых общей антенной приемника.

Изобретение относится к области спутниковых телекоммуникаций. Техническим результатом является уменьшение плотности теплового потока на поверхности раздела канала, работающего в режиме вне полосы.

Изобретение относится к радиолокации и предназначено для измерения радиолокационных характеристик целей. Технический результат изобретения - устранение погрешностей измерения элементов матрицы рассеяния, вызванных условиями двухпозиционного приема, за счет применения волноводного направленного разделителя поляризаций и приемно-передающей антенны с вертикальной и горизонтальной поляризациями излучения, которые обеспечивают однопозиционные условия измерения матрицы рассеяния с абсолютной фазой цели.

Изобретение относится к СВЧ технике. В соответствии со схемным решением и принципом действия устройство является коаксиальным СВЧ выключателем прямого типа.

Изобретение относится к технике СВЧ, а именно к диодным ограничителям мощности, служащим для защиты входа приемного устройства от воздействия СВЧ сигнала собственного передатчика и мощного стороннего СВЧ сигнала.

Изобретение относится к области радиотехники. Технический результат - получение направленного потока волн, энергия которых в свободном пространстве не будет ослабляться (зависеть) обратно пропорционально квадрату пройденного пути и будет самофокусироваться.

Изобретение относится к технике сверхвысоких частот и может использоваться в селективных трактах приемных и передающих систем. Технический результат - увеличение уровня подавления в полосах заграждения.

Плазменный коммутатор относится к электронной технике и может быть, в частности, использован при создании импульсных генераторов, источников питания импульсных устройств, импульсных лазеров.

Изобретение относится к области антенной техники и может быть использовано в составе облучателей широкополосных антенных систем, работающих на волнах круговой поляризации.

Изобретение относится к технике сверхвысоких частот (СВЧ) и может быть использовано для коммутации СВЧ-сигналов в фидерных трактах различного назначения, в частности при создании переключателя фидерных трактов.

Изобретение относится к устройству дифференциального аттенюатора. Техническим результатом является повышение быстродействия устройства при работе с импульсными противофазными сигналами большой амплитуды. Устройство содержит первый (1) вход, первый (2) выход, первый (3) резистор, второй (4) резистор, общую шину (5), первый (6) конденсатор нагрузки, второй (4) резистор, первый (7) корректирующий конденсатор, второй (8) противофазный вход, второй (9) противофазный выход, третий (10) резистор, четвертый (11) резистор, второй (12) конденсатор нагрузки, второй (13) корректирующий конденсатор. В устройстве его первый (2) выход связан со входом (14) первого (15) дополнительного неинвертирующего усилителя тока через первый (7) корректирующий конденсатор, токовый выход первого (15) дополнительного неинвертирующего усилителя тока соединен с первым (2) выходом устройства, второй (9) противофазный выход устройства связан со входом (16) второго (17) дополнительного неинвертирующего усилителя тока через второй (13) корректирующий конденсатор, токовый выход второго (17) дополнительного неинвертирующего усилителя тока соединен со вторым (9) противофазным выходом устройства. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области электронной техники. Диодная сборка относится к элементам, предназначенным для использования в сверхвысокочастотных защитных устройствах. Сборка содержит одну или несколько пар электродов 3.1, 3.2, имеющих в каждой паре обращенные друг к другу поверхности с автоэлектронным покрытием 5.1, 5.2. Электроды установлены так, что их части с указанными поверхностями и зазор между ними находятся в общем для них вакуумированном объеме, например в стеклянной колбе 1. Отличительной особенностью конструкции является наличие вакуумного промежутка между электродами и отсутствие вещества на пути электронов благодаря реализуемому принципу действия с использованием явления автоэлектронной эмиссии. Диодные элементы в каждой паре конструктивно неразделимы. Каждой из указанных пар электродов соответствует эквивалентная схема в виде двух диодов, соединенных встречно-параллельно. Технический результат - уменьшение времени восстановления для обеспечения расширения диапазона возможного использования в сторону более высоких частот и в повышении надежности работы за счет увеличения допустимой мощности воздействующего СВЧ излучения. 8 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к высокочастотным аттенюаторам. Технический результат заключается в расширении диапазона рабочих частот устройства и повышении его быстродействия при работе с импульсными сигналами большой амплитуды. Высокочастотный аттенюатор содержит вход и выход устройства, между которыми включен первый резистор, источник входного напряжения, включенный по переменному току между общей шиной и входом устройства, второй резистор, включенный по переменному току между выходом устройства и общей шиной, эквивалентная емкость нагрузки, включенная по переменному току между выходом устройства и общей шиной. В схему введен корректирующий конденсатор, включенный между входом устройства и входом дополнительного неинвертирующего усилителя тока, токовый выход которого соединен с выходом устройства. 1 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к радиоэлектронике, в частности к аттенюаторным устройствам. Технический результат заключается в расширении диапазона регулировки мощности выходного сигнала за счет использования двухканальной системы регулировки мощности. Устройство состоит из предвыходного усилителя 1, первого 2 и второго 3 коммутаторов, канала без затухания 4, канала с затуханием 5. Вход предвыходного усилителя 1 предназначен для подключения к источнику сигнала, а выход соединен с входом первого коммутатора 2. Первый выход первого коммутатора 2 соединен с входом канала без затухания 4, второй - с входом канала с затуханием 5. Первый вход второго коммутатора 3 соединен с выходом канала без затухания 4, второй вход - с каналом с затуханием 5. Канал без затухания 4 содержит последовательно соединенные выключатель 6 и выходной усилитель 7. Канал с затуханием 5 содержит последовательно включенные корректирующий аттенюатор 8 и предвыходной переменный аттенюатор 9. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области измерительной техники, электротехники, радиотехники, связи и может использоваться в структуре различных интерфейсов, измерительных приборах, быстродействующих аналого-цифровых (АЦП) и цифроаналоговых (ПАП) преобразователях. Технический результат - существенное расширение диапазона рабочих частот устройства и повышение его быстродействия при работе с импульсными сигналами большой амплитуды. Причем достижение данных качественных показателей обеспечивается в широком диапазоне изменения коэффициентов передачи AT (K0), который определяется отношением K0=R6/(R6+R3). Это является одной из замечательных особенностей предлагаемого устройства, которая расширяет области его применения, например, в широкополосных цифроуправляемых аттенюаторах, R-2R делителей напряжения быстродействующих аналого-цифровых преобразователей и т.п. Широкополосный аттенюатор с управляемым коэффициентом передачи содержит вход (1) и выход (2) устройства, между которыми включен первый (3) резистор, источник входного напряжения (4), включенный по переменному току между общей шиной (5) и входом устройства (1), второй резистор (6), включенный по переменному току между выходом устройства (2) и общей шиной (5), конденсатор цепи нагрузки (7), включенный по переменному току между выходом устройства (2) и общей шиной (5), корректирующий конденсатор (8). Выход устройства (2) связан по переменному току со входом неинвертирующего усилителя напряжения (9), между выходом неинвертирующего усилителя напряжения (9) и выходом (2) устройства включен корректирующий конденсатор (8). 1 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к радиоэлектронике и измерительной технике и может быть использовано для заданного ослабления СВЧ сигнала большой мощности в широкой полосе рабочих частот. Технический результат - повышение допустимой мощности входного СВЧ сигнала в полосе рабочих частот. Для этого СВЧ аттенюатор содержит диэлектрическую подложку 1, три пленочных резистора 2, 4 и 5, соединенные между собой в виде симметричной Т-образной структуры, в которой значения крайних резисторов 2 и 5 равны друг другу, а значение среднего резистора 4 выбрано из условия обеспечения режима согласования. При этом пленочные резисторы 2, 4 и 5 выполнены в виде резистивной пленки, нанесенной на одну сторону диэлектрической подложки, на другой стороне которой расположено металлизированное основание. В области высоких частот пленочные резисторы 2, 4 и 5 представляют собой отрезки микрополосковых линий передачи одинаковой длины с продольными диссипативными потерями, причем крайние пленочные резисторы 2 и 5 симметричной Т-образной структуры соединены между собой отрезком микрополосковой линии передачи без диссипативных потерь 3, длина которого равна длине крайних пленочных резисторов 2 и 5 и к середине которого подключен один конец среднего пленочного резистора 4, другой конец которого соединен с металлизированным основанием. 7 ил.

Изобретение относится к технике сверхвысоких частот и может быть использовано в селективных трактах приемных и передающих систем. Достигаемый технический результат - расширение полосы рабочих частот и улучшение селективных свойств. Микрополосковый широкополосный полосно-пропускающий Фильтр содержит диэлектрическую подложку, на одну сторону которой нанесено заземляемое основание, а на вторую нанесены полосковые проводники, один из полосковых проводников выполнен в виде нерегулярного меандра, причем, вдоль его длинных сторон параллельно нанесены заземляемые на основание со стороны свободных концов меандра протяженные полосковые проводники, связанные электромагнитно как с меандром, так и с крайними, протяженными полосковыми проводниками, отличающиеся от последних длиной и шириной. 2 ил.

Изобретение относится к технике СВЧ и может использоваться при испытаниях ферритовых циркуляторов. Технический результат - расширение функциональных возможностей путем оценки роста прямых потерь ферритовых приборов при высоких уровнях мощности. Для этого измерение прямых потерь ферритовых циркуляторов производится на высоком уровне мощности при помощи подачи на вход первого канала ферритового циркулятора СВЧ-сигнала, величину которого выбирают равной 0,25÷0,33 от уровня рабочей мощности, второй канал ферритового циркулятора закорачивают, а значение прямых потерь измеряют отношением мощностей в третьем и первом каналах ферритового циркулятора, деленным пополам. 2 ил.

Изобретение относится к области радиотехники и электроники и может быть использовано, в частности, для поглощения электромагнитной волны на выходе СВЧ-волноводного тракта. Технический результат - расширение рабочей полосы частот и уменьшение продольных размеров согласованной нагрузки. Для этого микрополосковая согласованная нагрузка, состоящая из последовательно соединенных отрезков микрополосковой линий передачи, содержит не менее семи чередующихся отрезков микрополосковой линии передачи с различным поверхностным сопротивлением, крайними из которых являются отрезки с малым поверхностным сопротивлением, и не менее двух пар разомкнутых шлейфов, расположенных симметрично по разные стороны от микрополосковой линии, каждый из которых выполнен в виде двух последовательно соединенных отрезков микрополосковой линии передачи с большим и малым поверхностным сопротивлением. Поглощающие свойства согласованной нагрузки определяются совокупностью как поглощающих свойств отрезков микрополосковой линии и шлейфов с большим поверхностным сопротивлением, так и топологией структуры. Количество отрезков полосковых линий, их топология и электрические параметры выбираются таким образом, чтобы в выбранном частотном диапазоне величины коэффициентов стоячей волны и прохождения были меньше заданных значений. 19 ил.

Изобретение относится к волноводным аттенюаторам и может быть использовано в волноводной, антенной и СВЧ измерительной технике. Технический результат - уменьшение массы поглощающего сопротивления при работе в низкочастотных диапазонах и обеспечение оптимального согласования входа и выхода аттенюатора. Волноводный аттенюатор состоит из отрезка прямоугольного волновода и помещенного в него объемного поглощающего сопротивления, состоящего из основной прямоугольной призмы и согласующих элементов в виде дополнительных прямоугольных призм. Основная прямоугольная призма и согласующие элементы могут быть выполнены в виде одной детали, причем объемное поглощающее сопротивление выполнено в виде основной прямоугольной призмы, при этом основная призма хотя бы с одной из сторон, параллельной поперечному сечению прямоугольного волновода, сопряжена с согласующим элементом в виде дополнительной прямоугольной призмы, конструктивно объединенным с основной призмой и выполненным из материала основной призмы, при этом плоскость основания дополнительной призмы совпадает с плоскостью сопряжения основной призмы с волноводом. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.
Наверх