Волноводный керамический свч фильтр



Волноводный керамический свч фильтр
Волноводный керамический свч фильтр
Волноводный керамический свч фильтр
Волноводный керамический свч фильтр
Волноводный керамический свч фильтр
Волноводный керамический свч фильтр
Волноводный керамический свч фильтр

 


Владельцы патента RU 2569174:

ОТКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО "СПЕЦИАЛЬНОЕ КОНСТРУКТОРСКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ БЮРО ПО РЕЛЕЙНОЙ ТЕХНИКЕ" (ОАО "СКТБ РТ") (RU)

Использование: в радиотехнике СВЧ и предназначено для использования, преимущественно, в сантиметровом и миллиметровом диапазоне длин волн. Сущность: предложен керамический СВЧ фильтр, состоящий из металлизированного керамического блока в форме прямоугольного параллелепипеда, в котором сформирована цепочка объемных резонаторов с непосредственной связью, а расположенные на торцевых гранях с переходом на нижнюю грань блока входные и выходные элементы связи выполнены в виде последовательного соединения индуктивной щели и отрезка копланарной линии. Техническим результатом предлагаемого изобретения является расширение возможностей настройки фильтра, позволяющих реализовать согласование фильтра с входными и выходными линиями для большего диапазона значений параметров фильтра на основе базового керамического блока. 5 ил.

 

Изобретение относится к радиотехнике СВЧ и предназначено для использования в устройствах частотной селекции, преимущественно, в сантиметровом и миллиметровом диапазоне длин волн.

Известен волноводный керамический СВЧ фильтр, состоящий из металлизированного керамического блока в форме прямоугольного параллелепипеда, в котором сформирована цепочка объемных резонаторов, с элементами связи в виде емкостных площадок на нижней грани блока [US 2009/0231064 A1, Sep. 17, 2009]. Одним из недостатков этого фильтра является неудобство настройки элементов связи, расположенных на нижней грани блока.

Наиболее близким по техническому решению является принятый за прототип волноводный керамический СВЧ фильтр, состоящий из металлизированного керамического блока в форме прямоугольного параллелепипеда, в котором сформирована цепочка объемных резонаторов с непосредственной связью, а входные и выходные элементы связи выполнены в виде короткозамкнутых отрезков копланарных линий на торцевых гранях керамического блока и разомкнутых на концах отрезков копланарных линий на нижней грани керамического блока. Возможность изменения длины короткозамкнутых отрезков копланарных линий на торцевых гранях керамического блока позволяет производить подстройку согласования фильтра с входной и выходной линиями передачи после установки фильтра на плату [RU 2462799].

Основным недостатком этого фильтра является то, что элементы связи в виде отрезков копланарных линий передач имеют ограничения по коэффициенту связи с входными и выходными резонаторами, обусловленные конструктивными ограничениями длины этих линий, что, в свою очередь, приводит к ограничению диапазона реализуемых с помощью таких элементов связи параметров фильтров.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является расширение возможностей настройки фильтра, позволяющих реализовать согласование фильтра с входными и выходными линиями для большего диапазона значений параметров фильтра (ширины полосы пропускания и т.д.) на основе базового керамического блока.

Для достижения указанного выше технического результата предлагается керамический СВЧ фильтр, состоящий из металлизированного керамического блока в форме прямоугольного параллелепипеда, в котором сформирована цепочка объемных резонаторов с непосредственной связью, а расположенные на торцевых гранях с переходом на нижнюю грань блока входные и выходные элементы связи выполнены в виде последовательного соединения индуктивной щели и отрезка копланарной линии.

Согласование фильтра с входной и выходной линиями передачи достигается выбором оптимальных значений индуктивностей элементов связи Lp0, Lpn+1 и коэффициентов взаимной индукции M0,1, Mn,n+1.

Заданные характеристики фильтра определяют требуемый коэффициент связи между входным резонатором и входной линией [1].

где w - относительная ширина полосы пропускания фильтра;

q0, q1 - элементы низкочастотного фильтра-прототипа.

С другой стороны, для цепочки резонаторов с индуктивной связью

где M0,1, Lr0, Lr1 определяются геометрией входного резонатора и элемента связи.

Расширение возможностей настройки фильтра можно получить путем увеличения диапазона реализуемых значений индуктивностей и коэффициентов взаимной индукции элементов связи при соединении индуктивной щели и отрезка копланарной линии.

Сущность изобретения поясняется чертежами.

На фиг. 1 представлен элемент связи керамического волноводного фильтра, выполненный на торцевых гранях блока в виде последовательного соединения индуктивной щели и отрезка копланарной линии.

На фиг. 2 представлена эквивалентная схема цепочки объемных резонаторов с непосредственной индуктивной связью, с входным и выходным индуктивными элементами связи [1].

На фиг. 3 представлена модель резонатора, связанного с линией передачи, реализованная в программе трехмерного электромагнитного моделирования.

На фиг. 4 и фиг. 5 приведены результаты моделирования элементов связи (фиг. 4 - элемент связи аналога), (фиг. 5 - предлагаемый элемент связи).

Связь между параметрами фильтра и геометрией элемента связи может быть установлена с применением методики настройки входных и выходных резонаторов фильтра [2] и программ трехмерного электромагнитного моделирования резонатора, связанного с линией передачи.

Анализируется АЧХ одиночного входного резонатора, связанного через исследуемый элемент связи с входной линией передачи и с помощью зонда со слабой связью с выходной линией передачи. Измеряется ширина резонансной кривой резонатора по уровню 3 dB (Δf), которая связана с шириной полосы пропускания фильтра (Δfn):

где q1 - значение первого элемента фильтра-прототипа, определяемое параметрами фильтра (вид характеристики, неравномерность характеристики, коэффициент прямоугольность, число звеньев).

Реализуемая полоса фильтра в q1 раз больше ширины резонансной кривой резонатора. В зависимости от параметров фильтра значение q1 для фильтра с характеристикой Чебышева наиболее часто составляет от 0,7 до 2,13.

Анализировался входной резонатор размерами 3,7×3,7×2,2 мм, с диэлектрической проницаемостью материала ε=10, с элементом связи аналога в виде отрезка копланарной линии, закороченной на конце, и с заявляемым элементом связи (ширина щели элемента связи bz=0,3 мм).

Результаты моделирования показывают, что предлагаемый элемент позволяет увеличить реализуемый диапазон ширины полосы пропускания фильтра более чем в 2 раза.

Элемент связи керамического волноводного фильтра с линиями передачи работает следующим образом:

После поступления СВЧ сигнала по входной линии в отрезке копланарной линии и щели возбуждается электромагнитное поле, у которого силовые линии магнитного поля по направлению совпадают с силовыми линиями магнитного поля входного резонатора фильтра, работающего на колебаниях типа H101 прямоугольного резонатора. Потокосцепление магнитных полей элемента связи и входного резонатора осуществляет эффективный ввод энергии из входной линии в фильтр, представляющий собой цепочку резонаторов с непосредственной связью. Вывод энергии осуществляется в обратном порядке посредством выходного элемента связи.

Настройка элементов связи на оптимальное согласование фильтра с входными и выходными линиями связи производится путем подбора длины щели связи.

Литература

[1] Фильтры СВЧ, согласующие цепи и цепи связи, Г.Л. Маттей, Л. Янг, Е.М.Т. Джонс, т. 2, 1988, 495 с.

[2] Справочник по элементам полосковой техники / Мазепова О.И., Мещанов В.П., Прохорова Н.И., Фельдштейн А.Л. / под ред. А.Л. Фельдштейна. - М.: Связь, 1979.

Волноводный керамический СВЧ фильтр в форме прямоугольного параллелепипеда из термостабильного керамического материала, на всех гранях которого нанесена металлизация, в котором сформированы цепочка объемных резонаторов, входной и выходной элементы связи, отличающийся тем, что входной и выходной элементы связи на торцевых гранях блока выполнены в виде последовательного соединения индуктивной щели и отрезка копланарной линии.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к радиотехнике СВЧ и предназначено для использования в устройствах частотной селекции, преимущественно в сантиметровом и дециметровом диапазоне длин волн.

Изобретение относится к области радиотехники и предназначено для использования в трактах СВЧ для соединения подвижных волноводов. Технический результат - увеличение углов изгиба и скручивание подвижного волноводного соединения (ПВС) при малой длине ПВС, увеличение срока службы ПВС и сокращение потерь СВЧ энергии.

Изобретение относится к радиотехнике, к конструктивному выполнению жестких коаксиальных линий и трактов передачи и может быть использовано в антенно-волноводной и измерительной СВЧ-технике.

Изобретение относится к технике сверхвысокочастотного (СВЧ) электромагнитного излучения (ЭМИ) и может быть применено в системах передачи информации и транспортировки импульсов ЭМИ, в особенности для обеспечения высокой точности при выборе направления указанных передачи и транспортировки и избирательности в отношении локализации приемников передаваемой информации и транспортируемых импульсов ЭМИ и увеличения их интенсивности на приемниках СВЧ сигнала.

Изобретение относится к устройствам СВЧ и может быть использовано для передачи энергии между участками высокочастотного тракта. .

Изобретение относится к электротехнике и технике СВЧ и может быть использовано для передачи электромагнитной энергии большой мощности на большие расстояния. .

Изобретение относится к информационным коммуникациям, а именно к направляющим линиям передачи электросвязи. .

Изобретение относится к трубопроводному транспорту, а именно к автоматизации процессов управления на нефтепродуктопроводах, и может использоваться в качесте альтернативного канала управления на других трубопроводных коммуникациях и цилиндрических металлодиэлектрических структурах.

Изобретение относится к волноводам мультиплексоров, встроенных в космическое оборудование для спутников. Технический результат состоит в создании малогабаритного и простого во внедрении термоэластичного воздействующего устройства, позволяющего обеспечить фазовую стабильность волновода. Для этого компактное термоэластичное воздействующее устройство (15) содержит, по меньшей мере, две идентичные усилительные детали (10a, 10b, 10c, 10d) и удерживающую деталь (11), при этом удерживающая деталь имеет коэффициент теплового расширения, меньший коэффициента теплового расширения усилительных деталей. Усилительные детали (10a, 10b, 10c, 10d) установлены обращенными в противоположные стороны одна возле другой параллельно продольной оси Y и линейно смещены одна относительно другой вдоль продольной оси Y. Удерживающая деталь (11) содержит два конца, соответственно соединенных с внешними концами каждой усилительной детали, а внутренние концы каждой усилительной детали расположены под средней зоной (14) удерживающей детали (11). 3 н. и 10 з.п. ф-лы, 12 ил.

Изобретение относится к способу моделирования линий связи, в частности к способу моделирования параметров и характеристик линий связи с распределенными параметрами, в том числе оптическим линиям связи (ОЛС). Способ может быть использован для расчета параметров ОЛС под заданные требования. Технический результат изобретения заключается в расширении его области применения, в том числе для моделирования ОЛС, за счет учета влияния явления полного внутреннего отражения на границе раздела оптически прозрачных сред. Линию связи разделяют на равные отрезки с длинами l0, замещают каждый из отрезков l0 на четырехполюсник в виде фазового контура первого порядка (ФК1П), формируют эквивалентную схему моделируемой линии связи из каскадно-соединенных ФК1П, изменяют исходные параметры моделируемой линии связи, вычисляют характеристики линии связи с измененными параметрами и по результатам вычислений выбирают конструктивные параметры линии связи, соответствующие заданным требованиям. При моделировании ОЛС дополнительно явление полного внутреннего отражения оптического луча моделируют ФК1П в режиме двухполюсника с холостым ходом, включенным в одну из последовательных ветвей эквивалентной схемы, моделируемой ОЛС. 2 з.п. ф-лы, 8 ил.
Наверх