Микрополосковый двухполосный полосно-пропускающий фильтр

Изобретение относится к микрополосковому двухполосному полосно-пропускающему фильтру, предназначенному для частотной селекции сигналов на двух несущих частотах и используемому в технике сверхвысоких частот в селективных трактах приемных и передающих систем. Техническим результатом является более высокая технологичность за счет отсутствия емкости на крайних резонаторах. Для этого фильтр содержит диэлектрическую подложку (1), на одну сторону которой нанесено заземляемое основание (2), а на вторую сторону нанесены полосковые проводники, электромагнитно связанные между собой и расположенные в два параллельных друг другу ряда, причем проводники первого (3) и второго (5) рядов отличаются между собой длиной. Центральные проводники (4, 6) в каждом ряде отличаются длиной и шириной от проводников своего ряда, при этом длина отрезков крайних проводников (7), взаимодействующих с проводниками каждого ряда, различна. 3 ил.

 

Изобретение относится к технике сверхвысоких частот, предназначено для частотной селекции сигналов на двух несущих частотах и может быть использовано в селективных трактах приемных и передающих систем.

Известен микрополосковый двухполосный полосно-пропускающий фильтр, содержащий диэлектрическую подложку, одна сторона которой металлизирована и выполняет функцию заземляемого основания, а на вторую нанесены параллельные прямолинейные полосковые проводники со скачком ширины на центральном участке, являющиеся электромагнитно связанными микрополосковыми резонаторами со скачком волнового сопротивления (J.-T. Kuo, Т.-Н. Yeh, and С.-С. Yeh. Design of microstrip bandpass filters with a dual-passband response // IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques. 2005. V.53. №4. P.1331-1337).

В таком фильтре при формировании низкочастотной полосы пропускания используется первая мода колебаний в каждом резонаторе, а в формировании высокочастотной полосы пропускания - вторая мода колебаний. Требуемая разность центральных частот для двух полос пропускания регулируется величиной скачка ширины полоскового проводника на центральном участке резонатора. Увеличение ширины полоскового проводника на центральном участке резонатора приводит к сближению высокочастотной полосы пропускания с низкочастотной полосой пропускания, уменьшение ширины - к отдалению. Ширина низкочастотной и высокочастотной полос пропускания регулируется величиной зазора между полосковыми проводниками смежных резонаторов.

Недостатком описанного двухполосного полосно-пропускающего фильтра является то, что высокочастотная полоса пропускания далеко отстоит по частоте от низкочастотной полосы пропускания и не допускает сильного сближения. Это связано с тем, что разность между центральными частотами высокочастотной и низкочастотной полос пропускания фильтра определяется разностью частот второй и первой мод колебаний резонатора. Уменьшение этой разности требует неприемлемо большого скачка ширины полосковых проводников, при котором резко падает собственная добротность резонаторов и возбуждаются паразитные поперечные моды колебаний.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков является микрополосковый двухполосный полосно-пропускающий фильтр, содержащий диэлектрическую подложку, одна сторона которой металлизирована и выполняет функцию заземляемого основания, а на вторую нанесены параллельные прямолинейные полосковые проводники, являющиеся электромагнитно связанными микрополосковыми резонаторами (Патент РФ №2480866, H01P 1/203). Полосковый проводник каждого резонатора расщеплен продольной щелью с одного конца не более чем на половину своей длины, а проводники каждой смежной пары связанных резонаторов направлены в противоположные стороны и смещены один относительно другого в сторону нерасщепленных концов не более чем на длину нерасщепленного участка. В формировании двух полос пропускания фильтра от каждого резонатора используются первая четная и первая нечетная моды колебаний. При этом низкочастотную полосу пропусканию формируют четные моды резонаторов, а высокочастотную полосу - нечетные моды.

Недостатком описанного микрополоскового двухполосного полосно-пропускающего фильтра является его недостаточно высокая миниатюрность, что связано с использованием подложки с относительной невысокой диэлектрической проницаемостью εr=9.8, а также низкая технологичность, обусловленная наличием регулирующей емкости на наружных резонаторах, связанных с портами фильтра.

Задачей изобретения является повышение технологичности и миниатюрности микрополоскового двухполосного полосно-пропускающего фильтра.

Указанная задача достигается тем, что в микрополосковом двухполосном полосно-пропускающем фильтре, содержащем диэлектрическую подложку, на одну сторону которой нанесено заземляемое основание, а на вторую нанесены обладающие осевой симметрией протяженные параллельные полосковые проводники электромагнитно связанные друг с другом, согласно техническому решению проводники расположены в два параллельных друг другу ряда, причем проводники первого и второго рядов отличаются между собой длиной, а центральные в каждом ряде отличаются длиной и шириной от проводников своего ряда. При этом длина отрезков крайних проводников, взаимодействующих с проводниками каждого ряда, различна.

Техническим результатом изобретения является повышение технологичности и миниатюрности за счет заявляемого расположения проводников на подложке с высокой диэлектрической проницаемостью.

Изобретение поясняется чертежами: Фиг.1 - устройство заявляемого микрополоскового полосно-пропускающего фильтра, Фиг.2 и Фиг.3 - амплитудно-частотные характеристики (S21, S11) заявляемого двухполосного полосно-пропускающего фильтра при смежном и диагональном подключении тракта СВЧ к крайним проводникам соответственно.

Заявляемый микрополосковый двухполосный полосно-пропускающий фильтр (Фиг.1) содержит диэлектрическую подложку 7, на одну сторону которой нанесено заземляемое основание 2, а на вторую нанесены на некотором расстоянии друг от друга протяженные полосковые проводники (длина проводников в несколько раз превосходит их ширину), обладающие осевой симметрией: первый ряд внутренних (не имеющих подключения к тракту СВЧ) проводников, состоящий из двух идентичных по размерам проводников 3 и отличного от них по ширине и длине центрального проводника 4, второй ряд внутренних проводников, аналогично состоящий из двух идентичных по размерам проводников 5 и отличного от них по ширине и длине центрального проводника 6, также на эту сторону подложки нанесены параллельно вышеуказанным проводникам крайние, к которым подключается тракт СВЧ, узкие (по сравнению с проводниками в рядах) проводники 7.

Разберем принцип действия микрополоскового двухполосного полосно-пропускающего фильтра: проводники первого ряда 3 и 4 формируют первую рабочую низкочастотную полосу пропускания (Фиг.2, 3), размеры трех проводников подобраны так, что в этой полосе наблюдаются три резонанса. Проводники второго ряда 5 и 6 формируют вторую рабочую высокочастотную полосу пропускания, аналогично размеры этих трех проводников подобраны так, что в этой полосе также наблюдаются три резонанса.

Разберем основы проектирования микрополоскового двухполосного полосно-пропускающего фильтра: понижение и повышение центральных частот первой и второй рабочих полос пропускания в основном осуществляется увеличением и сокращением длин проводников в рядах. Раздвижка и сближение первой и второй рабочих полос пропускания в основном осуществляется увеличением и уменьшением разницы длин проводников рядов, а изменение зазора между ними позволяет регулировать их относительную ширину.

Улучшение таких селективных свойств, как прямоугольность склонов рабочих полос пропускания и увеличение подавления паразитной мощности в низкочастотной и высокочастотной полосах заграждения, осуществляется за счет роста числа N оптимально подобранных по размерам проводников в каждом ряду, при этом число резонансов в каждой рабочей полосе пропускания также возрастет до N. Простота их настройки обусловлена тем, что подстройка размеров проводника одного ряда существенно влияет на рабочую полосу пропускания, которую формирует этот ряд, и совсем незначительно влияет на другую рабочую полосу пропускания.

Пример выполнения: микрополосковый двухполосный полосно-пропускающий фильтр был изготовлен на стандартной подложке (48×30 мм2) из традиционного материала СВЧ техники (керамика ТБНС) толщиной 1 мм с относительной диэлектрической проницаемостью εr=80. Конструктивные параметры микрополоскового двухполосного полосно-пропускающего фильтра были следующими: длина и ширина крайних узких полосковых проводников (7), смещенных от нижнего края проводников 3 (вдоль линии осевой симметрии) на 9.1 мм: 22.1×0.9 мм соответственно. Длина и ширина проводников первого ряда 3: 22.3×6.3 мм соответственно, длина и ширина проводников второго ряда 5: 18.7×6.3 мм соответственно, зазор между проводниками первого и второго ряда - 2.1 мм. Длина и ширина центрального проводника первого ряда 4: 22.4×7.30 мм соответственно, длина и ширина центрального проводника второго ряда 6: 18.4×7.3 мм соответственно, зазор между проводниками - 2.3 мм.

Зазоры между крайними проводниками 7 и проводниками 3, 5 - 0.2 мм, между проводниками 3, 5 и проводниками 4, 6 - 3.0 мм. При этом площадь подложки, на которой расположены полосковые проводники, составила 43.1×28.1 мм2.

Амплитудно-частотные характеристики (АЧХ) прямых и обратных потерь (потерь на прохождение S21 и на отражение S11) заявляемого микрополоскового двухполосного полосно-пропускающего фильтра, снятые в широкой полосе частот, показаны на Фиг.2 для смежного подключения тракта СВЧ к крайним проводникам (вход 1 - выход, на Фиг.1), на Фиг.3 для диагонального подключения тракта СВЧ к крайним проводникам (вход 2 - выход, на Фиг.1). При этом АЧХ практически идентичны, на них наблюдаются полюса затухания мощности, которые повышают прямоугольность рабочих полос пропускания и значительно подавляют паразитную мощность, особенно на низких частотах.

При смежном (диагональном) подключении тракта СВЧ к крайним проводникам микрополосковый двухполосный полосно-пропускающий фильтр имеет относительную ширину первой рабочей полосы пропускания Δƒ/ƒ0≈7.0% (Δƒ/ƒ0≈6.7%), измеренную по уровню 3 дБ от уровня минимальных потерь, которые составляли величину Lmin≈1.4 дБ (Lmin≈1.8 дБ) на центральной частоте первой полосы пропускания ƒ0≈0.80 ГГц, совпадающей для обоих случаев подключения тракта СВЧ. Относительная ширина второй рабочей полосы пропускания - Δƒ/ƒ0≈6.6% (Δƒ/ƒ0≈7.2%), также измеренная по уровню 3 дБ от уровня минимальных потерь, которые составляли величину Lmin≈1.7 дБ (Lmin≈1.9 дБ) на центральной частоте полосы пропускания ƒ1≈0.97 ГГц, также совпадающей для обоих случаев подключения тракта СВЧ.

Таким образом, заявляемое устройство имеет более высокую технологичность за счет отсутствия регулирующей емкости на крайних резонаторах, а также большую миниатюрность за счет использования подложки с высокой диэлектрической проницаемостью εr=80.

Микрополосковый двухполосный полосно-пропускающий фильтр, содержащий диэлектрическую подложку, на одну сторону которой нанесено заземляемое основание, а на вторую нанесены параллельные полосковые проводники, электромагнитно связанные между собой, отличающийся тем, что проводники расположены в два параллельных друг другу ряда, причем проводники первого и второго рядов отличаются между собой длиной, а центральные в каждом ряде отличаются длиной и шириной от проводников своего ряда, при этом длина отрезков крайних проводников, взаимодействующих с проводниками каждого ряда, различна.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области радиотехники, а именно к волноводной и антенной технике, и может быть использовано в качестве устройства в длинных магистральных волноводных линиях связи.

Изобретение относится к электронной технике, а именно к аттенюаторам СВЧ на полупроводниковых приборах. Технический результат - снижение прямых потерь СВЧ и расширение функциональных возможностей за счет увеличения количества уровней затухания.

Изобретение относится к устройству беспроводной связи. Технический результат состоит в уменьшении энергопотребления, уменьшении количества составных частей и улучшении производительности при приеме сигнала, что достигается отсутствием модуля переключения антенны.

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.

Изобретение относится к области радиотехники и электроники и может быть использовано, в частности, для поглощения электромагнитной волны на выходе СВЧ-волноводного тракта.

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.

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.

Изобретение относится к радиоэлектронике и измерительной технике и может быть использовано для заданного ослабления СВЧ сигнала большой мощности в широкой полосе рабочих частот.

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.

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.

Изобретение относится к радиоэлектронной аппаратуре. Технический результат заключается в обеспечении возможности оперативного монтажа и демонтажа волноводов с различной геометрией фланцев в условиях ограниченного доступа. Для этого фланцевое соединение волноводов содержит волноводы с плоскими фланцами, между которыми установлена контактная прокладка с прямоугольным окном, по контуру которого выполнены прорези. Контактная прокладка выполнена с возможностью осуществления стыковки волноводов с различной конфигурацией фланцев, посредством установки и фиксации ее на внутренней боковой поверхности паза, выполненного в центральной части контактирующей поверхности одного из фланцев. Фиксацию контактной прокладки осуществляют при помощи фиксирующих элементов, выполненных с внешней стороны контактной прокладки и являющихся продолжением ребер ее основания, направленных в одну сторону и выполненных с некоторым внутренним уклоном к основанию, а также дополнительным фиксированием герметизирующей прокладкой, размещенной внутри данного паза. В контактной прокладке по контуру окна прорези образуют лепестки, поочередно отогнутые в противоположные стороны на равный угол. 6 з.п. ф-лы, 10 ил.

Изобретение относится к области создания полупроводниковых изделий, а именно к мощному переключателю СВЧ на основе соединения галлия, содержащему подложку, поверх которой размещена эпитаксиальная гетероструктура и барьер Шоттки. Технический результат заключается в уменьшении теплового сопротивления мощных переключателей, повышении уровня допустимой входной мощности, повышении скорости переключения, повышении надежности приборов, уровня радиационной стойкости и в снижении утечки тока затвора и уровня деградации. Для этого переключатель СВЧ изготовлен на нитриде галлия, где в качестве подложки использован сапфир. Затем последовательно размещены: буферный слой AlN, буферный слой из GaN, второй буферный слой из нелегированного нитрида галлия (i-тип), твердый раствор AlXGa1-XN, и в интерфейсе GaN/AlXGa1-XN гетероструктуры образован двумерный электронный газ высокой плотности, который служит нижней обкладкой конденсатора, поверх твердого раствора AlXGa1-XN размещен химически устойчивый сглаживающий слой из нитрида галлия, поверх которого нанесен диэлектрик, содержащий слой из двуокиси гафния. Поверх диэлектрика размещены металлические электроды полосковой формы, которые образуют верхнюю обкладку конденсатора, при этом переключатель содержит два конденсатора, образующие двойные ВЧ-ключи. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Использование: для настройки трехплечевого ферритового циркулятора с согласующим трансформатором. Сущность изобретения заключается в том, что осуществляют подачу измерительного сигнала в каждое плечо трехплечевого ферритового циркулятора, измерение электромагнитных характеристик каждого плеча, определение плеча трехплечевого ферритового циркулятора, электромагнитные характеристики которого не соответствуют заданным значениям, и доведение электромагнитных характеристик этого плеча до заданных значений изменением конфигурации электромагнитного поля в трехплечевом ферритовом циркуляторе, при этом изменение конфигурации электромагнитного поля в трехплечевом ферритовом циркуляторе осуществляют постепенным заполнением области плеча трехплечевого ферритового циркулятора, электромагнитные характеристики которого не соответствуют заданным значениям, диэлектрической пастой, содержащей 50-60 мас.% кремнийорганического герметика и 40-50 мас.% двуокиси титана TiO2, при этом количество вводимой диэлектрической пасты увеличивают до тех пор, пока электромагнитные характеристики плеча трехплечевого ферритового циркулятора не достигнут заданного значения, и затем введенную диэлектрическую пасту высушивают. Технический результат: обеспечение возможности сокращения времени настройки трехплечевого ферритового циркулятора с согласующим трансформатором. 6 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к электронной технике, а именно к полосно-пропускающим перестраиваемым фильтрам СВЧ. Технический результат заключается в расширении полосы пропускания частот и снижении коэффициента стоячей волны напряжения при сохранении низких потерь СВЧ в полосе пропускания частот полосно-пропускающего перестраиваемого фильтра. Технический результат достигается за счет полосно-пропускающего перестраиваемого фильтра СВЧ, который содержит две линии передачи с одинаковыми волновыми сопротивлениями, одна предназначена для входа СВЧ-сигнала, другая - для выхода, по меньшей мере одно резонансное звено с полевым транзистором с барьером Шотки, отрезок линии передачи, при этом затвор полевого транзистора с барьером Шотки соединен с источником постоянного управляющего напряжения, при этом в каждое резонансное звено дополнительно введены два элемента, каждый на двух связанных линиях передачи, и индуктивность. 3 ил.

Изобретение относится к области электротехники и связи и может быть использовано для одновременной работы двух радиопередатчиков на одну общую антенну. Частотно-разделительное устройство содержит широкополосное мостовое устройство и цепь компенсации потерь для возврата части энергии сигналов, поступающих на балластный выход мостового устройства, источникам питания радиопередатчиков. Техническим результатом является обеспечение независимой работы двух радиопередатчиков на общую антенну без ограничения рабочего диапазона каждого из радиопередатчиков. 2 ил.

Свч-модуль // 2566328
Изобретение относится к области радиолокационной техники и может быть использовано при проектировании и изготовлении активной фазированной антенной решетки (АФАР). Технический результат изобретения заключается в повышении удобства монтажа СВЧ-модуля за счет обеспечения простоты и удобства установки печатной платы в корпус при одновременном сохранении высоких радиотехнических характеристик СВЧ-модуля вследствие установки печатной платы с минимально допустимым зазором. СВЧ-модуль содержит корпус и расположенную в нем радиоэлектронную ячейку, содержащую печатную плату с радиоэлектронными элементами. В печатной плате с одной из сторон, предназначенных для соединения полосковых линий с центральными проводниками герметичных СВЧ-переходов, выполнены первые вырезы в количестве, равном количеству центральных проводников, имеющие форму и размеры, позволяющие разместить в них центральные проводники герметичных СВЧ-переходов с зазором, и второй вырез, имеющий форму и размеры, позволяющие обеспечить размещение центральных проводников герметичных СВЧ-переходов в упомянутых первых вырезах. Расстояния между продольными осями центральных проводников герметичных СВЧ-переходов и продольными осями первых вырезов одинаковы. 1 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к радиотехнике, а именно к элементам волноводного тракта. Техническим результатом заявленного прямоугольного волновода с одинарным уголковым изгибом является упрощение конструкции при расширении его технических возможностей. Для этого прямоугольный волновод с одинарным уголковым изгибом содержит отрезок входного прямоугольного волновода (1), отрезок выходного прямоугольного волновода (2) и согласующую неоднородность (3). Причем согласующая неоднородность выполнена в виде призмы, расположенной за пределами отрезков входного и выходного прямоугольных волноводов, одно ребро призмы совпадает с ребром, образованным внутренними стенками отрезков входного и выходного прямоугольных волноводов, а две грани призмы, сопряженные с данным ребром, совпадают с внутренними стенками отрезков входного и выходного прямоугольных волноводов. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к аттенюатору СВЧ. Технический результат состоит в снижении прямых потерь СВЧ и расширение функциональных возможностей аттенюатора СВЧ. Для этого в аттенюатор СВЧ, содержащий три резистора, три полевых транзистора с барьером Шотки, два отрезка линии передачи длиной, равной четверти длины волны в линии передачи, и волновым сопротивлением, превышающим волновое сопротивление линий передачи на входе и выходе аттенюатора, один источник постоянного управляющего напряжения, а также линии передачи на входе и выходе аттенюатора СВЧ, дополнительно введены четвертый резистор, четвертый полевой транзистор с барьером Шотки и второй источник постоянного управляющего напряжения. 3 ил.

Изобретение относится к области измерительной техники, в частности микроволновой интерферометрии. Приемо-передающее устройство для фазометрических систем миллиметрового диапазона длин волн содержит генератор непрерывного зондирующего излучения, гетеродин, два смесителя, передающую и приемную антенны и волноводный тракт. Волноводный тракт выполнен в виде трех диэлектрических волноводов: волновода, соединяющего генератор и передающую антенну, волновода, соединяющего приемную антенну и вход одного смесителя, волновода, расположенного между упомянутыми волноводами, имеющего криволинейную форму и соединяющего гетеродин с другим смесителем. При этом смесители выполнены по схеме с одним входом и соединены через квадратурный фазовый детектор с блоком цифровой обработки. Технический результат заключается в упрощении конструкции приемо-передающего устройства. 2 ил.

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано для изготовления Y-сочленения в виде системы переплетенных плоских проводников при производстве циркуляторов на сосредоточенных элементах метрового и дециметрового диапазонов длин волн с высоким уровнем рабочей мощности. Способ изготовления Y-сочленения в виде системы переплетенных плоских проводников для циркуляторов на сосредоточенных элементах содержит операции механической установки плоских проводников с их последующим переплетением. При этом плоские проводники равной длины размещают параллельно друг другу на боковой поверхности воображаемого цилиндра с фиксированием их концов на окружностях первого и второго оснований воображаемого цилиндра, а переплетение проводят поворотом оснований цилиндра относительно друг друга вокруг оси воображаемого цилиндра на расчетный угол (менее 180°) при одновременном сближении. Технический результат заключается в упрощении способа изготовления. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к микрополосковому двухполосному полосно-пропускающему фильтру, предназначенному для частотной селекции сигналов на двух несущих частотах и используемому в технике сверхвысоких частот в селективных трактах приемных и передающих систем. Техническим результатом является более высокая технологичность за счет отсутствия емкости на крайних резонаторах. Для этого фильтр содержит диэлектрическую подложку, на одну сторону которой нанесено заземляемое основание, а на вторую сторону нанесены полосковые проводники, электромагнитно связанные между собой и расположенные в два параллельных друг другу ряда, причем проводники первого и второго рядов отличаются между собой длиной. Центральные проводники в каждом ряде отличаются длиной и шириной от проводников своего ряда, при этом длина отрезков крайних проводников, взаимодействующих с проводниками каждого ряда, различна. 3 ил.

Наверх