Миниатюрный полосковый полосно-пропускающий фильтр

Изобретение относятся к радиотехнике, в частности к фильтрам, построенным на полосковых резонаторах. Миниатюрный полосковый полосно-пропускающий фильтр содержит подвешенную в металлическом корпусе-экране диэлектрическую подложку, на одной стороне которой расположены П-образные полосковые проводники, к середине каждого из которых подключены полосковые проводники-шлейфы. На второй стороне подложки под разомкнутыми концами упомянутых проводников расположены дополнительные полосковые проводники, замкнутые одним концом на экран. Входная и выходная линии передачи подключены к проводникам наружных резонаторов. Фильтр выполнен двухмодовым. Технический результат - уменьшение размеров и увеличение протяженности высокочастотной полосы заграждения полоскового полосно-пропускающего фильтра. 3 ил.

 

Изобретение относится к технике сверхвысоких частот и предназначено для частотной селекции сигналов.

Известен микрополосковый полосно-пропускающий фильтр, содержащий диэлектрическую подложку, одна сторона которой металлизирована и выполняет функцию заземляемого основания, а на вторую нанесены П-образные полосковые проводники резонаторов [А. с.SU 1262603, МКИ7 4 Н01Р 1/205, бюл. №37 от 07.10.86]. Недостатками такого фильтра являются большая площадь подложки на низких частотах и неширокая высокочастотная полоса заграждения.

Наиболее близким аналогом является сверхвысокочастотное устройство фильтрации (А. с.SU 878125, МКИ7 4 Н01Р 1/203, бюл. №37 от 07.10.86 [(Прототип)]. Фильтр содержит полуволновые полосковые П-образные резонаторы, расположенные последовательно и связанные между собой. С целью подавления первой паразитной полосы пропускания к середине каждого полуволнового П-образного резонатора подключен полосковый проводник длиной меньше четверти длины волны второй гармоники. Фильтр имеет более протяженную высокочастотную полосу заграждения по сравнению с первым аналогом. Недостатками фильтра являются большие размеры на низких частотах и то, что протяженность высокочастотной полосы заграждения не превышает двух октав.

Техническим результатом изобретения является уменьшение размеров и увеличение протяженности высокочастотной полосы заграждения полосно-пропускающего полоскового фильтра.

Указанный технический результат достигается тем, что в заявляемом фильтре, содержащем полосковые П-образные резонаторы, к середине каждого из которых подключены полосковые проводники, новым является то, что полосковые П-образные резонаторы расположены на одной стороне, подвешенной между экранами диэлектрической подложки, а на второй стороне подложки под разомкнутыми концами упомянутых проводников расположены дополнительные полосковые проводники, замкнутые одним концом на экран.

Отличие заявляемого устройства от наиболее близкого аналога заключается в том, что П-образные полосковые резонаторы, к середине каждого из которых подключены полосковые проводники, расположены на одной стороне, подвешенной между экранами диэлектрической подложки, а на второй стороне подложки под разомкнутыми концами упомянутых проводников расположены дополнительные полосковые проводники, замкнутые одним концом на экран.

Сущность изобретения поясняется рисунками:

На фиг. 1 изображена топология проводников заявляемого трехрезонаторного фильтра со стороны лицевой (а) и обратной (б) поверхности подложки.

На фиг. 2 изображена рассчитанная частотная характеристика отдельного резонатора при его слабой связи с внешними линиями.

На фиг. 3 изображены рассчитанные амплитудно-частотные характеристики (АЧХ) трехрезонаторного фильтра заявляемой конструкции (сплошная линия) и трехрезонаторного фильтра-прототипа (штрихи).

Заявляемый полосно-пропускающий фильтр (фиг. 1) содержит подвешенную в металлическом корпусе-экране 1 диэлектрическую подложку 2, на одной стороне которой расположены П-образные полосковые проводники 3, к середине каждого из которых подключены полосковые проводники-шлейфы. На второй стороне подложки под разомкнутыми концами упомянутых проводников расположены дополнительные полосковые проводники 4, замкнутые одним концом на экран. Входная и выходная линии передачи подключены к проводникам наружных резонаторов.

Заявляемый фильтр работает следующим образом. Входная и выходная линии передачи подключаются к проводникам наружных резонаторов как показано на фиг. 1, причем расстояние от разомкнутых концов проводников до точек подключения внешних линий передачи определяется заданным минимальным уровнем отражений в полосе пропускания фильтра. Сигналы, частоты которых попадают в полосу пропускания, проходят на выход фильтра с минимальными потерями, в то время как на частотах вне полосы пропускания происходит отражение сигналов от входа устройства.

Заявляемый полосно-пропускающий фильтр состоит из полосковых резонаторов, каждый из которых образован П-образным полосковым проводником 3, расположенным на одной стороне подложки, к центру которого подключен полосковый проводник-шлейф. На второй стороне подложки расположены полосковые проводники 4, замкнутые одним концом на экран. Эти проводники расположены напротив разомкнутых концов упомянутых полосковых проводников и вместе с ними образуют квази-сосредоточенные емкости, которые существенно понижают собственную частоту резонатора, а, следовательно, и его размеры. На фиг. 2 приведена частотная характеристика одиночного резонатора, рассчитанная в программе электродинамического анализа для случая его слабой связи с линиями передачи. Данная характеристика получена при следующих конструктивных параметрах полосковой структуры: относительная диэлектрическая проницаемость подложки ε=80; толщина подложки 0.25 мм; расстояние от экранов до поверхности подложки 3 мм, ширина полосковых проводников 1 мм. Видно, что резонатор является двухмодовым с близкими собственными частотами ƒ1, ƒ2. Исследования показали, что эти две моды ƒ1 и ƒ2 участвуют в формировании полосы пропускания фильтра на основе такого резонатора.

Таким образом, существенным отличием резонаторов заявляемого фильтра от резонаторов фильтра-прототипа является то, что они являются двухмодовыми, т.е. в формировании рабочей полосы пропускания используется две моды колебаний каждого резонатора. Такое техническое решение позволяет значительно улучшить частотно-селективные свойства заявляемой конструкции по сравнению с прототипом.

На фиг. 3 представлена АЧХ трехрезонаторного фильтра заявляемой конструкции (сплошная линия) и трехрезонаторного фильтра-прототипа (штрихи), синтезированных с помощью программы электродинамического анализа. Центральная частота полосы пропускания фильтров ƒ0=0.5 ГГц при относительной ширине полосы пропускания Δƒ/ƒ0=12%. АЧХ этих фильтров получены при следующих конструктивных параметрах: относительная диэлектрическая проницаемость подложки ε=80; толщина подложки 0.25 мм; расстояние от экранов до поверхности подложки 3 мм; ширина полосковых проводников 1 мм. Внутренний зазор между проводниками П-образного резонатора составил 6 мм. КСВН в полосе пропускания фильтров не более 1.5.

Видно, что заявляемый фильтр имеет по сравнению с фильтром-прототипом не только существенно более высокую крутизну склонов АЧХ, но и более протяженную высокочастотную полосу заграждения, которая по уровню затухания не менее 60 дБ простирается до частоты 6ƒ0. У фильтра-прототипа при прочих равных условиях высокочастотная полоса заграждения простирается в лучшем случае до частоты 3 fo, при этом уровень затухания в ней значительно меньше.

Площадь подложки заявляемого полоскового полосно-пропускающего фильтра составила 31 мм×14.5 мм=449.5 мм2, в то время как у фильтра-прототипа при прочих равных условиях составила 64 мм×36 мм=2304 мм2, что в пять раз больше и подтверждает заявляемый технический результат.

Миниатюрный полосковый полосно-пропускающий фильтр, содержащий полосковые П-образные резонаторы, к середине каждого из которых подключены полосковые проводники, отличающийся тем, что П-образные полосковые резонаторы расположены на одной стороне, подвешенной между экранами диэлектрической подложки, а на второй стороне подложки под разомкнутыми концами упомянутых проводников расположены дополнительные полосковые проводники, замкнутые одним концом на экран.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к радиотехнике, а именно к технике СВЧ, и предназначено для создания полосно-заграждающих фильтров дециметрового диапазона частот на основе диэлектрических резонаторов.

Изобретение относятся к технике сверхвысоких частот и предназначено для частотной селекции сигналов. Технический эффект, заключающийся в увеличении селективности и уменьшении размеров полоскового фильтра нижних частот, достигается за счёт того, что в каскадном соединении узких и широких отрезков полосковой линии широкий центральный отрезок замкнут с помощью отрезка полосковой линии с узким проводником в центральной части полосковой структуры на верхней стороне подложки, причём расположенный под широким отрезком регулярный проводник на нижней стороне подложки замкнут на корпус только с одного конца.

Изобретение относится к радиотехнике, в частности к делителям сигналов. Делитель мощности СВЧ сигнала на магнитостатических волнах содержит размещенную на подложке микроволноводную структуру на основе пленки железо-иттриевого граната (ЖИГ), входной и два выходных порта, связанных с микрополосковыми антеннами для возбуждения и приема магнитостатических волн в микроволноводной структуре, источник управляющего магнитного поля.

Изобретение относится к радиотехнике СВЧ, в частности к приборам на магнитостатических волнах. Технический результат заключается в создании мультиплексора ввода-вывода с возможностью управления режимами работы устройства за счет изменения конфигурации распределения внутреннего магнитного поля при вариации величины и направления внешнего магнитного поля.

Изобретение относится к радиотехнике, в частности к фильтрам. Многоканальный фильтр СВЧ-сигнала содержит размещенную на подложке ферромагнитную пленочную структуру, сопряженную с входным и выходными преобразователями поверхностных магнитостатических волн (ПМСВ), источники управляющего внешнего магнитного поля.

Изобретение относится к электровакуумной технике СВЧ, а именно к баночным окнам ввода-вывода энергии СВЧ электровакуумных приборов и ввода энергии СВЧ в ускоряющие структуры ускорителей.

Изобретение относится к способам и устройствам осушения воздуха, применяемого для восстановления сопротивления электроизоляции, и может найти применение как в энергетике, в частности для консервации паровых турбин и котлов, так и в других отраслях промышленности, например в связи, в транспорте, в компьютерной промышленности и т.д.

Изобретение относится к радиотехнике, а именно к технике СВЧ, и может быть использовано в волноводных трактах антенных систем для возбуждения и поляризационной селекции двух основных волн с ортогональными линейными поляризациями.

Использование: для пространственного разделения СВЧ-сигналов разного уровня мощности. Сущность изобретения заключается в том, что устройство на магнитостатических волнах включает микроволноводную структуру, содержащую слой железо-иттриевого граната (ЖИГ) на подложке из галлий-гадолиниевого граната, микрополосковые антенны для возбуждения и приема магнитостатических волн (МСВ), связанные с входным и выходными портами СВЧ-сигнала, внешний источник магнитного поля, при этом микроволноводная структура выполнена в виде первого и второго слоев ЖИГ, размещенных в параллельных плоскостях, причем длина первого слоя в направлении распространения МСВ больше длины второго слоя, а сами слои отделены друг от друга немагнитной диэлектрической прослойкой; на смежных поверхностях слоев ЖИГ выполнена периодическая система канавок с глубиной, много меньшей толщины слоя ЖИГ, а длина второго слоя выбрана из условия , мкм, где F - расстояние, на котором СВЧ-сигнал из первого слоя ЖИГ полностью перекачивается во второй слой ЖИГ, мкм; n=1, 3, 5 …, при этом антенна для возбуждения МСВ, связанная с входным портом, и одна из трех антенн для приема МСВ, связанная с первым выходным портом, размещены на первом слое ЖИГ, а две другие антенны, связанные с вторым и третьим выходными портами, размещены на втором слое ЖИГ, причем для возбуждения поверхностных МСВ магнитное поле внешнего источника направлено касательно плоскости структуры, а для возбуждения прямых объемных МСВ - перпендикулярно ей.

Использование: для конструирования приборов на магнитостатических волнах. Сущность изобретения заключается в том, что функциональный компонент магноники содержит подложку из немагнитного диэлектрика, ферромагнитные слои железоиттриевого граната (ЖИГ), микрополосковые преобразователи для возбуждения и приема магнитостатических спиновых волн (МСВ), источник магнитного поля, при этом выполнен в виде многослойной 3D структуры, включающей внешний и внутренний ферромагнитные слои, отделенные друг от друга прослойкой немагнитного вещества и расположенные один над другим, поверхность подложки в сечении имеет форму меандра, образованного совокупностью периодических канавок, продольная ось которых перпендикулярна направлению распространения МСВ, внешний и внутренний ферромагнитные слои имеют период, совпадающий с периодом образованных канавками на поверхности подложки выступов, боковых граней и пазов, а магнитное поле источника магнитного поля ориентировано перпендикулярно к плоскости подложки с возможностью возбуждения в обоих ферромагнитных слоях объемных МСВ.

Изобретение относятся к радиотехнике, в частности к фильтрам, построенным на полосковых резонаторах. Миниатюрный полосковый полосно-пропускающий фильтр содержит подвешенную в металлическом корпусе-экране диэлектрическую подложку, на одной стороне которой расположены П-образные полосковые проводники, к середине каждого из которых подключены полосковые проводники-шлейфы. На второй стороне подложки под разомкнутыми концами упомянутых проводников расположены дополнительные полосковые проводники, замкнутые одним концом на экран. Входная и выходная линии передачи подключены к проводникам наружных резонаторов. Фильтр выполнен двухмодовым. Технический результат - уменьшение размеров и увеличение протяженности высокочастотной полосы заграждения полоскового полосно-пропускающего фильтра. 3 ил.

Наверх