Полосковый резонатор

Изобретение предназначено для формирования задающих цепей генераторов, устройств частотной селекции и др. Техническим результатом изобретения является увеличение отношения первых двух резонансных частот полоскового резонатора при сохранении высокой добротности и миниатюрности и позволяет расширить протяженность полосы заграждения полосно-пропускающих фильтров на его основе. Резонатор содержит подвешенную между экранами диэлектрическую подложку, на одну поверхность которой нанесены полосковые металлические проводники, идентичные по форме и разделенные тонкими диэлектрическими слоями, причем проводники с нечетными номерами одним концом короткозамкнуты с одной стороны подложки, а с четными номерами - с противоположной стороны подложки, причем разомкнутые концы проводников с четными номерами гальванически соединены друг с другом через диэлектрические слои посредством металлических перемычек с одного края подложки, а с нечетными номерами - с противоположного края подложки. 3 ил.

 

Изобретение относится к технике сверхвысоких частот и предназначено для формирования задающих цепей генераторов, устройств частотной селекции и др.

Известен полосковый полосно-пропускающий фильтр [Патент РФ №2390889, МПК7 Н01Р 1/203, опубл. 27.05.2010. Бюл. №15], который содержит подвешенную между экранами диэлектрическую пластину, на обе поверхности которой нанесены короткозамкнутые с одного конца полосковые проводники, при этом проводники короткозамкнуты на экран на одном краю подложки. Недостатками фильтра являются относительно большие габариты и недостаточно высокое подавление в высокочастотной полосе заграждения, протяженность которой не превышает двух октав.

Также известен полосковый резонатор и полосно-пропускающий фильтр на его основе [Патент РФ №2470418, МПК7 Н01Р 1/203, опубл. 20.12.2012. Бюл. №35 (прототип)]. Резонатор в таком фильтре образован подвешенной между экранами диэлектрической подложкой, на одну поверхность которой нанесен короткозамкнутый с одного конца полосковый металлический проводник, над которым расположены идентичные ему по форме и размерам металлические полосковые проводники, разделенные тонкими диэлектрическими слоями. При этом полосковые проводники с нечетными номерами одним концом короткозамкнуты с одной стороны подложки, а с четными номерами - с противоположной стороны подложки. Фильтр на основе резонаторов такой конструкции имеет значительно меньшие размеры по сравнению с первым аналогом, однако, протяженность его полосы заграждения и уровень подавления в ней также являются недостаточными.

Техническим результатом изобретения является увеличение отношения первых двух резонансных частот заявляемого резонатора, позволяющее расширить протяженность полосы заграждения полосно-пропускающих фильтров на его основе.

Указанный технический результат достигается тем, что в полосковом резонаторе, содержащем подвешенную между экранами диэлектрическую подложку, на одну поверхность которой нанесены полосковые металлические проводники, идентичные по форме и разделенные тонкими диэлектрическими слоями, причем проводники с нечетными номерами одним концом короткозамкнуты с одной стороны подложки, а с четными номерами - с противоположной стороны подложки, новым является то, что разомкнутые концы проводников с четными номерами гальванически соединены друг с другом через диэлектрические слои посредством металлических перемычек с одного края подложки, а разомкнутые концы проводников с нечетными номерами - с противоположного края подложки.

Отличия заявляемого устройства от наиболее близкого аналога заключаются в том, что разомкнутые концы проводников с четными номерами гальванически соединены друг с другом через диэлектрические слои посредством металлических перемычек с одного края подложки, а с нечетными номерами - с противоположного края подложки. Эти отличия позволяют сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию «новизна». Признаки, отличающие заявляемое техническое решение от прототипа, не выявлены в других технических решениях при изучении данной и смежной областей техники и, следовательно, обеспечивают заявляемому решению соответствие критерию «изобретательский уровень».

Изобретение поясняется чертежами:

На Фиг. 1 представлены конструкция конкретной реализации предлагаемого полоскового резонатора на подвешенной диэлектрической подложке (а) и конструкция резонатора-прототипа (б). На Фиг. 2 даны измеренные зависимости коэффициента передачи от частоты заявляемого резонатора (а) и резонатора-прототипа (б), включенных на проход со слабой связью с линиями передачи. На Фиг. 3 представлены расчетная АЧХ полосно-пропускающего фильтра четвертого порядка на основе заявляемого резонатора (а) и на основе резонатора-прототипа (б).

Заявляемый резонатор (Фиг. 1,а) содержит диэлектрическую подложку 1, подвешенную между двумя экранами в металлическом корпусе 2, на одну поверхность которой нанесены полосковые металлические проводники 3, электромагнитно связанные между собой и разделенные тонкими диэлектрическими слоями. Проводники с нечетными номерами замкнуты на экран с одного края подложки, а с четными номерами - с противоположного края подложки. При этом разомкнутые концы полосковых проводников с четными номерами гальванически соединены друг с другом посредством металлических проводников 5 через диэлектрические слои с одного края подложки, а разомкнутые концы проводников с нечетными номерами - с противоположного края подложки. Полосковые проводники могут иметь, например, форму прямоугольника. Совокупность всех металлических полосковых проводников, разделенных диэлектрическими слоями и соединенных перемычками через один, вместе с корпусом образует заявляемый резонатор.

Следует отметить, что форма проводников, из которых образованы полосковые резонаторы (в рассмотренном случае прямоугольная), может быть и другой, например параллелепипед, трапеция и т.п.

Заявляемая конструкция резонатора позволяет существенно увеличить отношение частот двух нижайших резонансов в нем по сравнению с резонатором-прототипом, при сохранении таких преимуществ последнего, как миниатюрность и высокая добротность.

Заявляемый резонатор работает следующим образом. На нижайшей резонансной частоте конструкции, когда на длине каждого полоскового проводника укладывается четверть длины волны электромагнитного колебания, все проводники в резонаторе имеют одинаковое распределение и направление высокочастотных токов, т.е. ток в резонаторе поровну делится на все проводники. Так как разомкнутые концы проводников в заявляемом резонаторе гальванически соединены друг с другом через один посредством металлических перемычек, то резонансные частоты, которым соответствуют моды колебаний резонатора со встречным направлением токов в проводниках, возбуждаться не будут. Это приводит к существенному разряжению спектра резонансных частот в заявляемом резонаторе, по сравнению со спектром в резонаторе-прототипе.

Сказанное выше подтверждается Фиг. 2, где представлены измеренные частотные зависимости коэффициента передачи четырехпроводникового резонатора заявляемой конструкции (а) и резонатора-прототипа (б), включенных со слабой связью в измерительный тракт. Конструктивные параметры обоих резонаторов при этом были одинаковыми: диэлектрические слои выполнены на основе подложки RO4003C™, имеющей диэлектрическую проницаемость εr=3.38 и толщину 0.2 мм; полная длина резонатора 15 мм; длина и ширина всех проводников резонатора 13.5 мм и 3 мм соответственно; высота экранов над проводниками 2.5 мм.

Из измеренных зависимостей видно, что оба резонатора имеют одинаковые нижайшие резонансные частоты, в то время как вторая резонансная частота у заявляемого резонатора отстоит от первой существенно дальше, чем у резонатора-прототипа. Отношение двух первых частот для резонатора-прототипа составило f2/f1≈3.6, а у заявляемого резонатора f2/f1≈8.

Как известно, фильтры на основе полосковых и микрополосковых резонаторов по совокупности таких характеристик, как миниатюрность, технологичность и стоимость, являются одними из лучших. В то же время одним из существенных недостатков таких фильтров является сравнительно неширокая полоса заграждения, которая в лучшем случае может составлять до двух октав. Однако для современной беспроводной связи зачастую требуется более протяженная полоса заграждения при большом уровне затухания в ней.

Заявляемая конструкция резонатора позволяет реализовать на ее основе полосно-пропускающие фильтры с увеличенной шириной полосы заграждения (более трех октав) и значительным уровнем затухания в ней (более 100 дБ) всего лишь на четырех резонаторах. На Фиг. 3 приведены расчетные АЧХ четырехрезонаторного фильтра на основе заявляемой конструкции резонатора (а) и АЧХ четырехрезонаторного фильтра на основе резонатора-прототипа (б). Оба фильтра имеют центральную частоту полосы пропускания f0=1 ГГц и относительную ширину полосы пропускания по уровню -3 дБ Δf/f0=10%. При этом конструктивные параметры для обоих фильтров были одинаковыми: число полосковых проводников в каждом резонаторе N=7, толщина диэлектрических слоев 0.127 мм при их диэлектрической проницаемости εr=2.2 (соответствует материалу RT/Duroid 5880). Каждый из резонаторов представляет собой систему из семи проводников. Высота экранов над проводниками резонаторов 4 мм, длина резонаторов 6.5 мм; ширина всех полосковых проводников резонаторов 2 мм, а их длина - около 6 мм (проводники средних резонаторов имели укорочение по сравнению с проводниками крайних резонаторов, что необходимо для оптимальной настройки коэффициента отражения в полосе пропускания). Расстояние между внутренними резонаторами в фильтрах составило 6.25 мм, между наружными резонаторами 5.5 мм.

Фильтр на основе заявляемого резонатора работает следующим образом. Входная и выходная линии передачи подключаются к наружным проводникам внешних резонаторов (Фиг. 1,а). Расстояние от заземленных концов проводников до точек подключения внешних линий передачи определяется заданным уровнем отражений в полосе пропускания фильтра. Сигналы, частоты которых попадают в полосу пропускания, проходят на выход фильтра с минимальными потерями, в то время как на частотах вне полосы пропускания происходит отражение сигналов от входа устройства.

Из приведенных зависимостей видно, что у фильтра на основе предлагаемой конструкции резонатора полоса заграждения простирается до частоты ~11f0 при уровне затухания в ней не менее 140 дБ, что обеспечивает существенно лучшие селективные свойства по сравнению с другими известными конструкциями полосковых и микрополосковых фильтров при прочих равных условиях.

Таким образом, заявляемая конструкция полоскового резонатора позволяет реализовывать миниатюрные полосно-пропускающие фильтры со значительно более протяженной высокочастотной полосой заграждения и большим уровнем затухания в ней, по сравнению с известными аналогами.

Полосковый резонатор, содержащий подвешенную между экранами диэлектрическую подложку, на одну поверхность которой нанесены полосковые металлические проводники, идентичные по форме и разделенные тонкими диэлектрическими слоями, причем проводники с нечетными номерами одним концом короткозамкнуты с одной стороны подложки, а с четными номерами - с противоположной стороны подложки, отличающийся тем, что разомкнутые концы проводников с четными номерами гальванически соединены друг с другом через диэлектрические слои посредством металлических перемычек с одного края подложки, а разомкнутые концы проводников с нечетными номерами - с противоположного края подложки.



 

Похожие патенты:

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.

Изобретение относится к устройствам обработки и коммутации СВЧ-сигналов на полупроводниковых приборах и предназначено для использования в телекоммуникационных системах, электрически управляемых устройствах СВЧ-электроники, таких как полосовые или селективные фильтры, антенны, перестраиваемые генераторы.

Изобретение относится к микроволновой технике и предназначено для применения в бортовой аппаратуре радиолокационных, коммуникационных и измерительных систем, подверженных воздействию внешних факторов.

Изобретение относится к технике СВЧ. Технический результат - повышение надежности и скорости переключения, увеличение уровня выходной мощности и уровня радиационной стойкости.

Изобретение относится к области полупроводниковых изделий. Технический результат - повышение надежности устройства путем снижения влияния DX центров, повышения плотности электронов и устранения деградации в гетероструктуре.

Изобретение относится к области полупроводниковых изделий, Технический результат - повышение надежности устройства путем снижения влияния DX центров, повышения плотности электронов и устранения деградации в гетероструктуре.

Изобретение относится к области полупроводниковых изделий. Технический результат - повышение надежности устройства путем снижения влияния DX центров, повышения плотности электронов и устранения деградации в гетероструктуре.

Использование: изобретение относится к устройствам, обеспечивающим постоянный фазовый сдвиг между компенсирующей линией и фазосдвигающим каналом (ФК) в широкой полосе частот.

Изобретение относится к электронной и ускорительной технике, а именно к вакуумноплотным волноводным окнам ввода-вывода энергии длинноволновой части СВЧ диапазона.

Изобретение относится к области радиотехники, в частности к развязывающим устройствам дециметрового и сантиметрового диапазонов длин волн, и может быть использовано в качестве функционального узла в приемопередающих трактах радиотехнических систем как коммутирующее устройство, а также для развязки источника сигнала от нагрузки.

Изобретения относятся к областям радиосвязи, радиолокации, радионавигации и радиоэлектронной борьбы и могут быть использованы для создания устройств усиления и частотной демодуляции. Техническим результатом изобретения является увеличение динамического диапазона и квазилинейного участка частотной демодуляционной характеристики благодаря наличию резистивного четырехполюсника и согласования с помощью сложного комплексного двухполюсника, используемого в качестве высокочастотной нагрузки, по критерию формирования квазилинейного участка левого склона АЧХ, совпадающего с диапазоном изменения частоты входного ЧМС. Для достижения технического результата предложены способ усиления и демодуляции частотно-модулированных сигналов и устройство для реализации способа. Устройство усиления и демодуляции частотно-модулированных сигналов выполнено из источника постоянного напряжения, цепи прямой передачи в виде трехполюсного нелинейного элемента, четырехполюсника, цепи внешней обратной связи, фильтра нижних частот, разделительной емкости и низкочастотной нагрузки, при этом четырехполюсник выполнен резистивным, в качестве цепи внешней обратной связи использован произвольный комплексный четырехполюсник, подключенный к трехполюсному нелинейному элементу по параллельно-последовательной схеме, трехполюсный нелинейный элемент и цепь обратной связи как единый узел каскадно включены между источником частотно-модулированного сигнала с комплексным сопротивлением и входом резистивного четырехполюсника, между выходом резистивного четырехполюсника и фильтром нижних частот включена высокочастотная нагрузка в виде сложного двухполюсника с комплексным сопротивлением zн, который сформирован из последовательно соединенных первого резистивного двухполюсника с сопротивлением R1, конденсатора с емкостью С, произвольного комплексного двухполюсника с сопротивлением Z0=R0+jX0 и параллельно соединенных между собой второго резистивного двухполюсника с сопротивлением R2 и катушки с индуктивностью L, параметры R1, R2, L, С выбраны из условия согласования по критерию одновременного обеспечения усиления и частотной демодуляции в соответствии с приведенными математическими выражениями. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к технике СВЧ и представляет собой волноводный переключатель. Переключатель содержит концентрично расположенные статор и ротор с выполненными в них волноводными каналами, узел управления, устройство фиксации ротора относительно статора и исполнительное устройство. Исполнительное устройство представляет собой концентрично расположенные магнитопровод в виде кольца и ротор. Магнитопровод имеет на внутренней поверхности четное количество зубьев не менее четырех, располагающихся симметрично относительно оси симметрии магнитопровода в каждой паре зубьев. На каждый зубец намотана катушка индуктивности. Катушки, находящиеся на зубцах каждой пары, электрически соединены между собой так, что начало намотки первой катушки соединено с концом намотки второй катушки, а незадействованные выводы катушек подключаются к узлу управления. Ротор исполнительного устройства представляет собой магнит в форме цилиндра и механически закреплен на оси ротора волноводного переключателя, магнитные полюса расположены параллельно оси, один из полюсов (S или N) перекрывает торцы зубцов одной половины катушек, а другой полюс (N или S) перекрывает один или более торцов зубцов другой половины катушек. Техническим результатом является обеспечение непосредственного переключения между любыми позициями. 2 ил.

Использование: для использования аттенюатор с фиксированным затуханием при измерениях в волноводных трактах с высоким уровнем мощности. Сущность изобретения заключается в том, что СВЧ-аттенюатор содержит металлический прямоугольный волновод, поглотитель и экран, при этом волновод выполнен с высотой b узкой стенки и шириной а широкой стенки, в котором образованы два сопряженных друг с другом идентичных плавных перехода длиной L переменной высоты, уменьшающейся до b2, поглощающая поверхность каждого перехода совмещена с поглощающей поверхностью поглотителя шириной s, расположенной на одной из широких стенок волновода, а отражающая поверхность перехода расположена на противоположной широкой стенке, при условии s<a, α=arctg((b-b2)/L), где α - угол наклона перехода. Технический результат: обеспечение возможности уменьшения КСВН и неравномерности коэффициента передачи в полосе частот волновода, плавного изменения электрической прочности и настройки затухания в небольших пределах при конструктивном и технологическом упрощении. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.

Многослойный полосно-пропускающий фильтр, относящийся к микроволновой и оптической технике, содержит параллельные слои диэлектрика резонансной толщины, каждый из которых отделен один от другого и от окружающего пространства прилегающими зеркалами. При этом каждое его зеркало выполнено в виде плоской решетки полосковых проводников. Техническим результатом изобретения является улучшение селективных свойств фильтра, выражающееся в расширении полос заграждения выше и ниже полосы пропускания за счет значительного сужения паразитных полос пропускания. 3 ил.

Изобретение относится к технике СВЧ и может быть использовано как оконечная нагрузка в волноводных трактах с высоким уровнем мощности и в качестве эталонной измерительной согласованной нагрузки. Техническим результатом является уменьшение коэффициента стоячей волны по напряжению (КСВН) и длины СВЧ-нагрузки при конструктивном и технологическом упрощении. Для этого СВЧ-нагрузка содержит металлический волновод, поглотитель и экран. Волновод выполнен прямоугольным с высотой b узкой стенки и шириной а широкой стенки, в котором образован плавный переход переменной высоты, уменьшающейся до нуля на длине L. Поглощающая поверхность перехода совмещена с поглощающей поверхностью поглотителя шириной s, расположенной на одной из широких стенок волновода, а отражающая поверхность перехода - на противоположной широкой стенке, при условии s<a, α=arctg(b/L), где α - угол наклона перехода. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к СВЧ-технике. Невзаимный схемный элемент содержит: ферримагнетик, который размещен поверх схемной платы, проводящую крышку, которая закрывает верхнюю поверхность ферримагнетика и выполнена как единое целое, множество соединительных частей, которые электрически соединяют проводящую крышку с множеством соответствующих линий передачи сигналов поверх схемной платы; и магнит, который прикладывает магнитное поле к ферримагнетику. При этом упомянутое множество соединительных частей выполнено снаружи проводящей крышки. Технический результат заключается в упрощении конструкции невзаимного схемного элемента. 3 н. и 7 з.п. ф-лы, 19 ил.

Изобретение относится к антенно-фидерным устройствам. Соединение между антенным устройством и устройством радиосвязи содержит фланцевые участки, включающие в себя неконтактные противостоящие поверхности и участки волновода, проходящие через неконтактные противостоящие поверхности, каждый из которых выполнен для антенного устройства и устройства радиосвязи; дроссельную канавку, сформированную вне упомянутого участка волновода на любой одной или на обеих неконтактных противостоящих поверхностях антенного устройства и устройства радиосвязи, и волновод, сформированный из упомянутых участков волновода, противостоящих один другому, с просветом между ними в состоянии, в котором антенное устройство и устройство радиосвязи прикреплены один к другому, и неконтактные противостоящие поверхности непосредственно противостоят друг другу с просветом между ними и помещаются параллельно друг другу, и при этом фланцевые участки противостоят друг другу с промежутком между ними. Технический результат заключается в устранении несимметричности контакта. 3 н. и 8 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области радиотехники. Технический результат - расширение полосы пропускания при уменьшении габаритов трансформатора. Для этого используется ступенчатый трансформатор СВЧ, состоящий из каскадно включенных ступеней с параллельно включенными четвертьволновыми отрезками связанных полосковых линий с различными волновыми сопротивлениями, в котором электромагнитная связь между вышеуказанными ступенями осуществляется вышеуказанными четвертьволновыми отрезками, посредством того, что их электрическое соединение производится каскадно параллельным соединением вышеуказанных линий с помощью перемычек, в результате чего линия, представляющая первую высокоомную ступень, имеет электромагнитную связь с двумя линиями, включенными с ней параллельно с помощью первой и второй параллельных перемычек, причем эти две линии представляют собой вторую ступень и имеют электромагнитную связь с двумя другими линиями, также включенными параллельно с помощью первой и третьей параллельных перемычек, причем эти две другие линии представляют собой третью низкоомную ступень. 1 ил.

Изобретение относится к радиотехнике СВЧ и может быть использовано для подавления внеполосных и паразитных колебаний в трактах приемопередающих систем, в том числе высокой мощности, а также для грубого измерения частоты микроволнового излучения. Волноводный ФНЧ представляет собой прямоугольный волновод конечной длины с фланцами со встроенными в него со стороны его широких стенок напротив друг друга диафрагмами с зазором между ними, по крайней мере часть из которых (одинаковых по высоте) является набором низкоомных секций фильтра, носящих емкостной характер, между которыми расположены высокоомные секции фильтра, образованные участками прямоугольного волновода между соседними вдоль широкой стенки прямоугольного волновода диафрагмами и носящие индуктивный характер. Остальные диафрагмы, расположенные на входе и выходе фильтра, служат для согласования с входным и выходным волноводами, что обеспечивает минимизацию потерь в полосе пропускания фильтра. Перестройка частоты среза ФНЧ осуществляется введением в центральную часть ФНЧ двух дополнительных диафрагм, изменяющих индуктивность центральной секции фильтра, что позволяет перестраивать частоту среза фильтра на величину до 3% от частоты среза и не ухудшая значительно потерь в рабочей полосе фильтра (≤3 дБ). Технический результат заключается в разработке простого в изготовлении волноводного фильтра низких частот, имеющего перестройку частоты среза и обеспечивающего подавление паразитных сигналов на частотах, превышающих частоту среза не менее чем в два раза, обладающего минимальными потерями в полосе пропускания. Фильтр предназначен для использования в дециметровом и сантиметровом диапазонах длин волн. Использование специальной технологии изготовления, например электроэрозионной обработки, позволяет изготовить ФНЧ предлагаемой конструкции для использования в миллиметровом диапазоне длин волн. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к СВЧ электронике, в частности к частотно-селективным фильтрам. Широкополосный полосно-пропускающий фильтр содержит диэлектрическую подложку, на одну сторону которой нанесено заземляемое основание, а на вторую сторону нанесен полосковый проводник, частично расщепленный с одного конца. При этом микрополосковый проводник, обладающий осевой симметрией, расщеплен широкой, а затем узкой продольными прорезями с длинами от 12% до 36% и от 14% до 41% длины проводника соответственно. Вдоль длинной стороны проводника с обеих его сторон параллельно нанесены проводники связи, свернутые П-образно. Соответствующе проводники образуют резонаторы, связанные между собой индуктивно-емкостной связью, а размеры дважды расщепленного проводника и проводников связи выбраны таким образом, чтобы их сближенные резонансы одновременно участвовали в формировании полосы пропускания. Перестройка фильтра по частоте может быть осуществлена изменением длины проводников и прорезей между ними. Технический результат - повышение частотно-избирательных свойств и расширение относительной полосы пропускания фильтра. 2 ил.

Изобретение предназначено для формирования задающих цепей генераторов, устройств частотной селекции и др. Техническим результатом изобретения является увеличение отношения первых двух резонансных частот полоскового резонатора при сохранении высокой добротности и миниатюрности и позволяет расширить протяженность полосы заграждения полосно-пропускающих фильтров на его основе. Резонатор содержит подвешенную между экранами диэлектрическую подложку, на одну поверхность которой нанесены полосковые металлические проводники, идентичные по форме и разделенные тонкими диэлектрическими слоями, причем проводники с нечетными номерами одним концом короткозамкнуты с одной стороны подложки, а с четными номерами - с противоположной стороны подложки, причем разомкнутые концы проводников с четными номерами гальванически соединены друг с другом через диэлектрические слои посредством металлических перемычек с одного края подложки, а с нечетными номерами - с противоположного края подложки. 3 ил.

Наверх