Волноводно-диэлектрический фильтр

 

ВОЛНОВОДНО-ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ФИЛЬТР, содержащий отрезок запредельного волновода, в котором установлены диэлектрические вкладыши, размещенные симметрично относительно осей его поперечного сечения, соседние из которых связаны между собой через металлическую диафрагму, размещенную посередине между ними, подстроечные винты, расположенными один перпендикулярно другому и винты связи ортогональных мод, установленные под углом 45°.к подстроечным винтам, отличающийся тем, что, с целью увеличения подавления паразитных полос пропускания, отрезок запредельного волновода имеет квадратное поперечное сечение и по крайней мере две его внутренние противоположные стенки соприкасаются с диэлектрическими вкладышами, а металлическая диафрагма выполнена с щелью, параллельной вектору входного электрического поля, и ее ширина составляет одну десятую часть размера стенки отрезка за (Л предельного волновода. С5 05 N3

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

4I5D Н 01 P 1/208

I

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3540729/24-09 (22) 11.01.83 (46) 07,07.85. Бюл. № 25 (72) М. Н. Бергер, А. А. Ищук, Б. Ю. Капилевич и Е. P. Трубехин (71) Новосибирский электротехнический институт связи им. Н. Д. Псурцева (53) 621.372.852 (088.8) (56) Капилевич Б. Ю. Волноводные диэлектрические фильтры. М., «Связь», 1980, с. 96.

Заявка ЕПВ № 0064799, кл. Н 01 P 1/208, 1982 (прототип). (54) (57) ВОЛНОВОДНО-ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ФИЛЬТР, содержащий отрезок запредельного волновода, в котором установлены диэлектрические вкладыши, размещенные симметрично относительно осей.„Ви„„1166201 д его поперечного сечения, соседние из которых связаны между собой через металлическую диафрагму, размещенную посередине между ними, подстроечные винты, расположенными один перпендикулярно другому и винты связи ортогональных мод, установленные под углом 45,к подстроечным винтам, отличающийся тем, что, с целью увеличения подавления паразитных полос пропускания, отрезок запредельного волновода имеет квадратное поперечное сечение и по крайней мере две его внутренние противоположные стенки соприкасаются с диэлектрическими вкладышами, а металлическая диафрагма выполнена с щелью, параллельной вектору входного электрического поля, и ее ширина составляет одну д десятую часть размера стенки отрезка запредельного волновода.

1166201

Изобретение относится к радиотехнике

СВЧ и может быть использовано в радиолинейных и космических системах связи, а также в технике измерений на СВЧ.

Цель изобретения — увеличение подавления паразитных полос пропускания.

На чертеже приведена конструкция волноводно-диэлектрического фильтра.

Волноводно-диэлектрический фильтр содержит отрезок запредельного волновода 1 квадратного поперечного сечения, в котором на стенках 2 установлены два диэлектрических вкладыша 3, связанных металлической диафрагмой 4, размещенной посредине между ними, подстроечные винты 5, размещенные перпендикулярно, и два вин- 15 та связи 6 ортогональных мод, расположенные под углом 45 к подстроечным винтам 5. Отрезок запредельного волновода 1 включается в волноводный такт посредством фланцев 7 и 8 с прямоугольными отверстиями. Металлическая диафрагма 4 имеет щель 9, которая параллельна вектору входного электрического поля и ее ширина составляет 1/10 размера стенки 2 отрезка запредельного волновода 1. Диэлектрические вкладыши 3 могут частично 25 или полностью заполнять поперечное сечение отрезка запредельного волновода 1.

Волноводно-диэлектрический фильтр работает следующим образом.

Отрезок запредельного волновода 1 и ЗО каждый диэлектрический вкладыш 3 образуют двухмодовый волноводно-диэлектрический резонатор. При симметричном расположении диэлектрического вкладыша 3 относительно осей поперечного сечения отрезка запредельного волновода 1 входной СВЧ сигнал разлагается на два ортогональных колебания, имеющих одинаковые постоянные распространения, Вектор Е первого из них параллелен вектору Е входного СВЧ сигнала, например Н,, à 40 второй — перпендикулярен, например Но«

Изменяя глубину погружения первого винта связи 6 ортогональных мод, можно управлять коэффициентом связи. Щель 9 металлической диафрагмы 4 параллельна вектору Е входного СВЧ сигнала, перпендикулярна вектору Е второго ортогонального колебания, не влияет на прохождение второго ортогонального колебания и вносит заметное ослабление передачи энергии от первого колебания. Второе колебание, прошедшее без изменения металлическую диафрагму 4, в свою очередь на втором винте связи 6 ортогональных мод, второго двухмодового волноводно-диэлектрического резонатора возбуждает ортогональное

ho отношению к себе колебание. 55

Таким образом, при связях, соответствующих резонансным, наблюдается полное прохождение энергии через два двухмодовых волноводно-диэлектрических резонатора, что эквивалентно четырехзвенному фильтру, поскольку энергия в первом двухмодовом волноводно-диэлектрическом резонаторе от первого колебания передается ортогональному, которое, в свою очередь, во втором двухмодовом волноводнодиэлектрическом резонаторе передает энергию следующему связанному с ним ортогональному колебанию. Имеет четыре связанных колебания и амплитудно-частотную характеристику (АЧХ), соответствующую

АЧХ четырехзвенного фильтра. При этом электрическое поле первого и четвертого колебаний, а также второго и третьего колебаний параллельны друг другу и металлическая диафрагма 4 не вносит ослабления при передаче энергии от второго колебания к третьему. Для того чтобы поля первого колебания были параллельны а не ортогональны полям четвертого колебания, (второй) винт связи 6 ортогональных мод развернут в пространстве на 90 относительно (первого) винта связи 7 ортогональных мод.

При расстройке относительно резонаторной частоты величины связи нарушаются — нет полной передачи энергии и нет полной передачи между связанными ортогональными колебаниями ни в первом, ни во втором двухмодовых волноводно-диэлектрических резонаторах, т. е. какая-то часть энергии остается в первой и в четвертом колебаниях. Поля этих колебаний параллельны, а металлическая диафрагма 4 влияет на связь между колебаниями, вектор напряженности электрического поля которых ориентирован вдоль щели 9. Это и есть первое и четвертое колебания. Появляется дополнительная возможность регулировки связи между первым и четвертым колебаниям, не изменяя при этом величину связи между колебаниями вторым и третьим.

Путь от колебания первого к четвертому на 180 короче пути первого-второготретьего-четвертого. В результате появляются дополнительные полюса заграждения в переходных областях, что приводит к повышению избирательности. Указанная компенсация достигается при вполне определенной ширине щели диафрагмы. Экспериментально найдено, что для узкополосных (относительная полоса пропускания менее 1 /ц) фильтров ширина щели металлической диафрагмы 4 должна составлять примерно одну десятую часть стенки 2 отрезка запредельного волновода 1 квадратного поперечного сечения.

Спектр колебаний волноводно-диэлектрических резонаторов более разрежен по сравнению со спектром колебания экранированных диэлектрических резонаторов и ближайшее паразитное колебание Н о, 1166201

Составитель Н. Ткачева

Редактор И. Дербак Техред И. Верес Корректор О. Луговая

Заказ 4316 48 Тираж 638 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП <Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 отстоит от основного колебания по частоте на 80 — 100о/о. В результате обеспечивается в несколько раз лучшее подавление паразитных колебаний. Диэлектрические вкладыши 3 как при частичном, так и при полном заполнении легко установить непосредственно на стенках 2, что решает проблему теплоотвода.