Заградительный фильтр свч диапазона
Изобретение относится к области техники СВЧ и КВЧ и может быть использовано в радиоприемных устройствах. Фильтр выполнен на отрезке коаксиального волновода. Внутрь коаксиального волновода в пространстве между центральной жилой и наружным металлическим цилиндром, по обе стороны от центральной жилы помещены 2 пластины из метаматериала, представляющие собой резонаторы из двойных разомкнутых колец, сформированные в виде печатных плат. Резонаторы расположены в плоскости, перпендикулярной к торцу волновода. Разрезы параллельны центральной жиле. На резонансной частоте, соответствующей отрицательным значениям магнитной проницаемости, резонаторы из метаматериала препятствует прохождению СВЧ волн в широкой полосе частот, и, следовательно, такая конструкция работает как заградительный фильтр. Техническим результатом является расширение диапазона и снижение трудоемкости изготовления. 3 ил.
Изобретение относится к области техники СВЧ и КВЧ и может быть использовано в радиоприемных устройствах.
Известен многозвенный волноводный фильтр, который выполнен на отрезке запредельного прямоугольного волновода с внутренними выступами по всей высоте узких стенок. Вблизи выступов размещены намагниченные гиромагнитные резонаторы, а на обоих концах отрезка прямоугольного волновода установлены волноведущие диэлектрические стержни со скосами на одних концах, расположенных в согласующих волноводных переходах, при этом другие концы диэлектрических стержней расположены вблизи крайних намагниченных гиромагнитных резонаторов. SU 1799205 А1 от 10.02.1996.
Недостатком данного решения является то, что такой фильтр имеет более ограниченный диапазон работы по частоте, более сложную конструкцию, больший вес. Также большие затраты и трудоемкость при изготовлении.
Также известен фильтр СВЧ, содежащий намагниченные гиромагнитные резонаторы, каждый из которых охвачен парой ортогональных витковых элементов связи, при этом к каждой паре подключен соответствующий pin диод. При подаче на pin диоды управляющего напряжения положительной полярности концы ортогональных витковых элементов связи закорачиваются на землю и реализуется полосно пропускающий режим работы фильтра СВЧ. Цель достигается при подаче на pin диоды управляющего напряжения отрицательной полярности, тогда каждый pin диод представляет собой емкость и совместно с соответствующей парой ортогональных витков элементов связи образует звено фильтра нижних частот, частота среза которого выше верхней частоты диапазона перестройки фильтра СВЧ, при этом достигается полосно заграждающий режим работы фильтра СВЧ. SU 1657031 А1 от 20.09.1995.
Недостатком указанного решения является сложная конструкция, большие затраты и трудоемкость при изготовлении.
Наиболее близким технически решением является многозвенный волноводный фильтр, который выполнен на отрезке запредельного прямоугольного волновода с внутренними выступами по всей высоте узких стенок. Вблизи выступов размещены намагниченные гиромагнитные резонаторы, а на обоих концах отрезка прямоугольного волновода установлены волноведущие диэлектрические стержни со скосами на одних концах, расположенных в согласующих волноводных переходах, при этом другие концы диэлектрических стержней расположены вблизи крайних намагниченных гиромагнитных резонаторов, SU 1799205 А1 от 10.02.1996.
Недостатком является то, что такой фильтр имеет более ограниченный диапазон работы по частоте, более сложную конструкцию, больший вес. Также большие затраты и трудоемкость при изготовлении.
Указанные недостатки можно устранить тем, что волновод выполнен в виде коаксиального волновода, резонаторы выполнены в виде двойных разомкнутых колец из метаматериала разного диаметра, расположенных соосно, и установлены в пространстве между центральной жилой и наружным металлическим цилиндром, по обе стороны от центральной жилы. Резонаторы расположены в плоскости, перпендикулярной к торцу волновода. Разрезы внешнего и внутреннего колец резонаторов находятся в одной плоскости и повернуты на 180 градусов относительно друг друга. Разрезы параллельны центральной жиле.
Наличие отличительных признаков указывает на соответствие критерию "новизна".
Указанные отличительные признаки не известны в патентной литературе и поэтому предложенное техническое решение соответствует критерию "изобретательский уровень".
Предлагаемое решение проиллюстрировано на 3 Фиг.
Фиг.1 - общий вид заградительного фильтра СВЧ диапазона.
Фиг.2 - разрез фильтра поперек продольной оси.
Фиг.3 - распределение силовых линий в коаксиальном волноводе.
Заградительный фильтр СВЧ диапазона содержит: 1 - вход коаксиального волновода; 2 - выход коаксиального волновода; 3 - центральный проводник; 4 - периодические резонаторы в виде двойных разомкнутых колец; 5 - силовые лини вектора напряженности магнитного поля Н; 6 - силовые линии вектора напряженности электрического поля Е.
Предлагаемое устройство работает следующим образом. При подключении генератора СВЧ на вход 1 коаксиального волновода с центральным проводником 3 плоская Т волна распространяется вдоль структуры, состоящей из лент стеклотекстолита, на которых методом травления сформированы периодические резонаторы в виде двойных разомкнутых колец 4. Поляризация волны такова, что силовые лини вектора напряженности магнитного поля Н представленные в виде концентрических окружностей 5 и силовые линии вектора напряженности электрического поля Е, представленные в виде прямых линий 6 от центрального проводника 3 по радиусу к внутренней поверхности внешнего проводника, ориентированы перпендикулярно плоскости разомкнутых колец 4, создают для резонаторов 4 рабочий режим, обеспечивающий отрицательную магнитную проницаемость в диапазоне частот 4-5.5 ГГц. Именно этот диапазон частот является рабочим в устройстве заградительного фильтра. Электромагнитная волна проходит через коаксиальный волновод и отфильтрованная составляющая с выхода 2 подается на прибор СВЧ диапазона.
Данное решение может быть осуществлено на предприятиях РФ на оборудовании, изготавливаемом в РФ, и соответствует критерию "промышленная применимость".
Заградительный фильтр СВЧ диапазона, содержащий отрезок волновода с резонаторами, отличающийся тем, что волновод выполнен в виде коаксиального волновода, резонаторы выполнены из метаматериала в виде двойных разомкнутых колец разного диаметра, расположенных соосно, и установлены в пространстве между центральной жилой и наружным металлическим цилиндром, по обе стороны от центральной жилы в плоскости, перпендикулярной к торцу волновода, разрезы внешнего и внутреннего колец резонаторов находятся в одной плоскости и повернуты на 180° относительно друг друга и параллельны центральной жиле.
