Свч фильтр верхних частот

Авторы патента:

H01P1/203 - Волноводы; резонаторы, линии или другие устройства типа волноводов (работающие в оптическом диапазоне G02B; антенны H01Q; цепи, содержащие элементы с сосредоточенным полным сопротивлением H03H)

Владельцы патента RU 2785067:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный университет науки и технологии имени академика М.Ф. Решетнева" (СибГУ им. М.Ф. Решетнева) (RU)

Изобретение относится к технике сверхвысоких частот и может быть использовано в селективных трактах приемных и передающих систем. СВЧ фильтр верхних частот содержит диэлектрическую подложку, одна поверхность которой полностью металлизирована и служит заземляемым основанием, а на другой поверхности расположены отрезки полоскового проводника, свернутые в форме «шпильки», соединенные с заземляемым основанием через перпендикулярно состыкованный протяженный отрезок полоскового проводника. На диэлектрической подложке размещен свернутый П-образно полосковый проводник, по обе стороны от которого расположены по паре отрезков сонаправленных полосковых проводников, соединенных между собой коротким отрезком. Технический результат - улучшение частотно-селективных свойств конструкции. 2 ил.

Изобретение относится к технике сверхвысоких частот и может быть использовано в селективных трактах приемных и передающих систем.

Известен микрополосковый фильтр верхних частот (Патент на полезную модель РФ №154063, Н01Р 1/203, Н01Р 1/205), содержащий диэлектрическую подложку, одна поверхность которой полностью металлизирована и служит заземляемым основанием, а на другой поверхности расположен прямоугольный полосковый металлический проводник, который одним своим широким краем соединен с экраном, а внешние линии передачи подключены к его узким краям с противоположных сторон.

Фильтр выполнен на подложке с диэлектрической проницаемостью ε=80 и толщиной 1 мм; подложка размещена в металлическом корпусе-экране, при этом высота верхней стенки экрана над поверхностью подложки составляет 5 мм. Внутренние размеры корпуса - 27×5×6 мм³. Частота среза микрополоскового фильтра верхних частот (Фиг. 4) ~2.6 ГГц, до частоты 7 ГГц на его амплитудно-частотной характеристике наблюдается полоса пропускания.

Недостатком описанного микрополоскового фильтра верхних частот является недостаточно широкая полоса пропускания и низкая крутизна склона частотной характеристики, а также низкая технологичность.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков является микрополосковый фильтр верхних частот (Патент на изобретение РФ №2670366, Н01Р 1/203), содержащий диэлектрическую подложку, одна поверхность которой полностью металлизирована и служит заземляемым основанием, а на другой поверхности расположен полосковый металлический проводник отрезки которого свернуты в форме «шпильки» вдоль оси симметрии и в центральной части соединены с заземляемым основанием, через перпендикулярно состыкованный протяженный отрезок полоскового проводника. Рост крутизны склона частотной характеристики фильтра осуществляется наращиванием числа n полосковых проводников, состыкованных друг с другом в виде меандровой линии, где n=2, 3, 4…

Фильтр n=3 (Фиг. 3) выполнен на подложке из керамики ТБНС с диэлектрической проницаемостью ε=80. В конструкции была использована подложка размерами 12.32×7.44×1.00 мм³. Частота среза (Фиг. 4) фильтра ƒ_с=2 ГГц, полоса пропускания фильтра, сформированная 11 резонансами, наблюдается на амплитудно-частотной характеристике до 7.9 ГГц.

Недостатком описанного микрополоскового фильтра верхних частот является недостаточно широкая полоса пропускания, относительно пологий склон частотной характеристики, а также относительно слабое подавление мощности на частотах полосы заграждения

Задачей изобретения является улучшение частотно-селективных свойств конструкции.

Указанная задача достигается тем, что в СВЧ фильтре верхних частот, содержащем диэлектрическую подложку, одна поверхность которой полностью металлизирована и служит заземляемым основанием, а на другой поверхности расположены отрезки полоскового проводника, свернутые в форме «шпильки», соединенные с заземляемым основанием, через перпендикулярно состыкованный протяженный отрезок полоскового проводника, согласно техническому решению, на диэлектрической подложке размещен свернутый П-образно полосковый проводник, по обе стороны от которого расположены по паре отрезков сонаправленных полосковых проводников, соединенных между собой коротким отрезком, , а электромагнитное взаимодействие трех резонаторов приводит к возникновению полюса затухания мощности на амплитудно-частотной характеристике.

Техническим результатом изобретения является улучшение частотно-селективных свойств конструкции, в частности расширение полосы пропускания конструкции, рост крутизны склона ее частотной характеристики, а также увеличение подавления мощности на частотах полосы заграждения, за счет заявляемого расположения на диэлектрической подложке полосковых проводников.

Изобретение поясняется чертежами: Фиг. 1 - устройство СВЧ фильтра верхних частот, Фиг. 2 - его амплитудно-частотная характеристика (S₂₁, S₁₁).

Заявляемый СВЧ фильтр верхних частот (Фиг. 1), содержит диэлектрическую подложку (1), одна поверхность которой полностью металлизирована и служит заземляемым основанием, а на другой поверхности расположены свернутый П-образно полосковый проводник с тремя протяженными (длина в несколько раз больше ширины) отрезками (11) и (12), по обе стороны от которого расположены свернутые в форме «шпильки» отрезки полоскового проводника (2)-(4) и (7)-(9), причем отрезки (2), (4), (7), (9) являются протяженными, а отрезки (3) и (8) - практически квадратными. При этом, все отрезки, свернутые в форме «шпильки», соединены с заземляемым основанием через перпендикулярно состыкованный протяженный отрезок полоскового проводника (5) или (10). В каждой паре сонаправленных проводников, расположенных как слева от свернутого П-образно полоскового проводника, так и справа, отрезки полоскового проводника (2)-(5) и (6)-(10) соединены между собой коротким отрезком полоскового проводника (6), длина которого должна быть больше его ширины.

Разберем принцип действия СВЧ фильтра верхних частот. Расположенные (Фиг. 1) на диэлектрической подложке (1), свернутые полосковые проводники, при подаче на вход (13) конструкции электромагнитного сигнала выполняют функцию трех микрополосковых многомодовых резонаторов. Пять нижайших мод колебаний, как от входного, так и выходного резонатора с отрезками (2)-(10) полоскового проводника участвуют в формировании полосы пропускания фильтра. От резонатора со свернутым П-образно полосковым проводником, образованным отрезками (11)-(12), в формировании полосы пропускания фильтра участвуют две нижайших моды колебаний. Таким образом, порядок СВЧ фильтра верхних частот - двенадцатый.

Варьируя длину и ширину отрезков (2)-(12) полосковых проводников трех резонаторов, зазоры между их отрезками (9) и (11), а также вертикальное смещение проводников смежных резонаторов относительно друг друга, можно корректировать их собственные частоты, что позволяет настроить полосу пропускания заявляемого СВЧ фильтра верхних частот с максимально допустимым уровнем потерь на отражение в ней S₁₁≤-14 дБ.

Пример выполнения СВЧ фильтра верхних частот (Фиг. 1). В конструкции была использована подложка размерами 18.35×13.80×1.00 мм³ с диэлектрической проницаемостью ε=9.8 (СВЧ материал - поликор). Отступы от краев подложки до отрезков (2) и (12) равны толщине подложки h=1 мм. Частота среза заявляемого фильтра (кривые 1 на Фиг. 2), также как частота среза фильтра-прототипа (кривая 2 на Фиг. 2) зафиксирована ƒ_c=2.00 ГГц. Полоса пропускания заявляемого фильтра, измеренная по уровню -3 дБ от уровня минимальных потерь на ее частотах L_min=0.35 дБ, находится в частотном диапазоне 2.00-8.14 ГГц, а полоса пропускания фильтра-прототипа, измеренная аналогично - в частотном диапазоне 2.00-7.97 ГГц, т.е. имеет меньшую протяженность. Кроме того, по сравнению с фильтром-прототипом заявляемый фильтр за счет полюсы затухания мощности на амплитудно-частотной характеристике имеет более крутой склон частотной характеристики, также более сильное подавление мощности в полосе заграждения.

Конструктивные параметры фильтра, а в частности длина и ширина отрезков проводников - (2): 5.10×1.21 мм², (3): 0.70×0.68 мм², (4): 5.20×1.14 мм², (5): 4.50×0.30 мм², (6): 1.22×0.40 мм², (7): 5.20×0.92 мм², (8): 0.74×0.70 мм², (9): 6.70×0.18 мм², (10): 4.50×0.78 мм², (11): 7.30×0.21 мм², (12): 3.69×0.50 мм². Зазоры между отрезками (9) и (11) полосковых проводников - 0.03 мм, расстояние между отрезками (5) и (10) - 4.26 мм.

Таким образом, заявляемый СВЧ фильтр верхних частот обладает более лучшими частотно-селективными свойствами: имеет более крутой склон частотной характеристики, большее подавление мощности в полосе заграждения, а также более широкую полосу пропускания.

СВЧ фильтр верхних частот, содержащий диэлектрическую подложку, одна поверхность которой полностью металлизирована и служит заземляемым основанием, а на другой поверхности расположены отрезки полоскового проводника, свернутые в форме «шпильки», соединенные с заземляемым основанием через перпендикулярно состыкованный протяженный отрезок полоскового проводника, отличающийся тем, что на диэлектрической подложке размещен свернутый П-образно полосковый проводник, по обе стороны от которого расположены по паре отрезков сонаправленных полосковых проводников, соединенных между собой коротким отрезком, а электромагнитное взаимодействие трех резонаторов приводит к возникновению полюса затухания мощности на амплитудно-частотной характеристике.

Похожие патенты:

Полосковый удвоитель частоты // 2784658

Изобретение относится к технике сверхвысоких частот и предназначено для умножения частоты СВЧ-сигналов в системах связи, радиолокации, радионавигации, различной измерительной и специальной радиоаппаратуре. Техническим результатом изобретения является повышение коэффициента преобразования устройства и расширение полосы рабочих частот при сохранении высокой радиационной стойкости.

Фильтр свч // 2784595

Изобретение относится к радиотехнике, в частности к фильтрам. Фильтр СВЧ содержит два одинаковых металлических отрезка волновода прямоугольного рабочего сечения.

Волноводное окно баночного типа // 2784583

Изобретение относится к электронной и ускорительной технике, в частности к волноводным СВЧ-окнам баночного типа для электровакуумных приборов СВЧ. Технический результат - повышение уровня проходящей через баночное окно СВЧ-мощности без использования системы охлаждения.

Волноводная нагрузка высокой мощности // 2784331

Изобретение относится к технике СВЧ. Волноводная нагрузка высокой мощности содержит короткозамкнутый отрезок прямоугольного волновода с фланцем на одном конце, с охлаждающими ребрами на внешней поверхности и короткозамыкающей металлической заглушкой на другом конце, а также размещенный внутри прямоугольного волновода поглотитель, закрепленный на его стенках.

Волноводное дроссельное сочленение // 2783813

Изобретение относится к высоковольтной импульсной технике и может быть использовано при разработке мощных импульсно-периодических ускорителей электронов и СВЧ-генераторов на их основе. Волноводное дроссельное сочленение содержит систему вывода излучения, образованную двумя отрезками волновода круглого сечения и переходную область между ними, образованную двумя полуволновыми передающими линиями, закороченными по внешней стенке.

Компактная свч-нагрузка большой мощности // 2782514

Изобретение относится к технике СВЧ и может быть использовано как оконечная нагрузка в волноводных трактах с высоким уровнем мощности в качестве согласованной нагрузки. СВЧ-нагрузка содержит металлический волновод с высотой «В» узкой стенки и шириной «А» широкой стенки и примыкающий к нему поглотитель в виде блока пластин из графита, располагающихся параллельно широким стенкам волновода.

Соединение поворотное волноводное // 2782311

Изобретение относится к радиотехнике. Соединение поворотное волноводное, состоящее из двух параллельных отрезков волновода, один из которых выполнен подвижным с возможностью поворота относительно другого отрезка и обеспечения передачи СВЧ-энергии между трактами указанных отрезков.

Планарная свч поглощающая структура и способ ее изготовления // 2781764

Изобретение относится к технике сверхвысоких частот (СВЧ) и служит для поглощения паразитных СВЧ излучений с элементов СВЧ узлов, в том числе при эксплуатации аппаратуры в космическом пространстве в широком диапазоне температур. Техническим результатом является упрощение и повышение технологичности аппаратуры при обеспечении электромагнитной совместимости элементов СВЧ узлов аппаратуры.

Способ исполнения модального фильтра с уголковым пассивным проводником // 2781266

Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано для защиты радиоэлектронной аппаратуры (РЭА) от сверхкоротких импульсов (СКИ). Техническим результатом изобретения является уменьшенная масса пассивного проводника и увеличенное значение разности погонных задержек мод.

Микрополосковый ферритовый вентиль свч // 2781045

Изобретение относится к радиотехнике. Микрополосковый ферритовый вентиль СВЧ содержит ферритовую подложку с металлическим слоем на обратной стороне, на ее лицевой стороне расположены три микрополосковые линии передачи - первая, вторая, третья, симметрично расположенные между собой, нагрузка из поглощающего материала, по меньшей мере один согласующий элемент, при этом одни концы первой, второй, третьей микрополосковых линий передачи имеют разветвления, которые соединены между собой в виде диска - диск разветвления заданного диаметра, другие их концы выведены по краю ферритовой подложки, другие концы первой и второй микрополосковых линий передачи являются входом и выходом вентиля СВЧ соответственно, другой конец третьей микрополосковой линии передачи соединен с нагрузкой из поглощающего материала с обеспечением функции распределенной нагрузки, магнитную систему для намагничивания ферритовой подложки.