Полосно-заграждающий фильтр

Изобретение относится к радиотехнике, а именно к технике СВЧ, и предназначено для создания полосно-заграждающих фильтров на основе диэлектрических резонаторов преимущественно в дециметровом диапазоне длин волн. Техническим результатом является уменьшение электрической длины, повышение избирательности и улучшение стабильности электрических характеристик фильтра повышенной мощности. Сущность изобретения: отличительной особенностью изобретения является то, что полосно-заграждающий фильтр снабжен полыми цилиндрическими секциями, установленными поочередно с противоположных сторон относительно линии передачи через расстояния в одну четверть волны (λ/4). В каждой полой цилиндрической секции установлен дисковый диэлектрический резонатор (ДР), закрепленный между основной и дополнительно введенной диэлектрическими подставками, в дополнительной подставке выполнено отверстие, в котором установлен винт настройки. Линия передачи, выполненная в виде коаксиальной линии, снабжена проводниками шлейфов, подключенными к ее внутреннему проводнику, а каждый из проводников шлейфов продлен внутрь полости цилиндрической секции в виде петли связи, конец которой закреплен, например, пайкой на стенке цилиндрической секции. Петля связи выполнена из проводника в форме "хвоста бабочки", обращенного вогнутой стороной к дисковому ДР, а длина проводника вогнутой стороны выбрана в пределах 0,25-0,3 диаметра дискового ДР. Дисковые ДР 3 настроены в полосе заграждения на разные резонансные частоты, а соотношение толщин ДР и диэлектрических подставок 4,5 выбрано в пределах , где εп<<εр - диэлектрические проницаемости, а Нп, Нр - толщины подставок 4, 5 и ДР 3 соответственно. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

 

Изобретение относится к радиотехнике, а именно к технике СВЧ и предназначено для создания полосно-заграждающих фильтров повышенной мощности на основе диэлектрических резонаторов (ДР) преимущественно в дециметровом диапазоне длин волн. Техническими результатами являются уменьшение электрической длины, повышение избирательности и улучшение стабильности электрических характеристик фильтра повышенной мощности при воздействии дестабилизирующих факторов.

Полосно-заграждающий фильтр содержит линию передачи 1, ограниченную с обоих концов переходами 2, служащими для подсоединения к тракту, n-дисковых диэлектрических резонаторов (ДР) 3, установленных на основной и дополнительно введенной цилиндрических диэлектрических подставках 4, 5, скрепленных, например, клеем по соприкасающимся торцевым поверхностям с дисковыми ДР 3, каждый из которых установлен осесимметрично в полости цилиндрической металлической секции 6, ограниченной с одной стороны пластиной основания 7, в которой выполнен кольцевой выступ 8, служащий для установки диэлектрической подставки 4, при креплении ее, например, клеем к пластине основания 7, а с другой стороны ограниченной металлической крышкой 9, снабженной кольцевым выступом 10 и пружинной шайбой 11, служащими для механического крепления дополнительной диэлектрической подставки 5, дискового ДР 3 и диэлектрической подставки 4, в полости цилиндрической металлической секции 6, в дополнительной диэлектрической подставке 5 выполнено центральное отверстие 12, в котором установлен винт частотной настройки 13, закрепленный одним концом на металлической крышке 9 с возможностью осевого перемещения в центральном отверстии 12, а линия передачи 1, выполненная, например, в виде коаксиальной линии 14, снабжена проводниками шлейфов 15, подключенными к внутреннему проводнику 16 линии передачи 1 через расстояния в одну четверть длины волны, и размещенными поочередно в противоположных направлениях относительно линии передачи 1, при этом каждый из проводников шлейфов 15 через проходное отверстие 17, выполненное во внешнем проводнике 14 линии передачи 1 и в стенке 18 цилиндрической секции 6, продлен внутрь полости цилиндрической секции 6 в виде петли связи 19, конец которой закреплен, например, пайкой на внутренней стенке цилиндрической секции 6, каждая петля связи выполнена из проводника в форме "бабочки", обращенного вогнутой стороной к цилиндрической поверхности дискового ДР, так что длина проводника вогнутой стороны выбрана в пределах 0,25-0,3 диаметра дискового ДР, а резонансные частоты дисковых ДР 3, установленных осесимметрично в цилиндрических металлических секциях 6, выбраны разными в полосе частот заграждения.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на Фиг. 1 представлен вид полосно-заграждающего фильтра, на Фиг. 2 показан вид коаксиальной линии с подключенными к ее внутреннему проводнику шлейфами и приведена эквивалентная схема замещения полосно-заграждающего фильтра, на которой включение каждого резонансного контура (звена с ДР) в коаксиальную линию представлено через идеальный трансформатор. На Фиг. 3 показаны поперечный разрез цилиндрической металлической секции с дисковым ДР и основной и дополнительной диэлектрическими подставками, металлическая крышка с кольцевым выступом и винтом частотной перестройки, закрепленным на металлической крышке (вид Α-A), а также цилиндрическая секция со снятой металлической крышкой (вид В-В).

Изобретение относится к технике СВЧ, включая средства связи и навигации, и предназначено для создания полосно-заграждающих фильтров повышенной мощности на диэлектрических резонаторах преимущественно в дециметровом диапазоне длин волн,

Известны конструкции полосно-заграждающих фильтров, предназначенные для фильтрации СВЧ сигналов волноводных трактов, в частности для подавления сигналов нежелательных частот. Известна конструкция волноводного полосно-заграждающего фильтра, содержащего n-секций, где n - число резонансных звеньев, установленных вдоль волновода на расстоянии ¾λ, где λ - длина волны фильтра, каждое из которых выполнено в виде прямоугольного металлического экрана, установленного на стенке волновода, в которой выполнено отверстие, в котором адаптивно смонтирован диэлектрический резонатор (ДР), при этом большая часть ДР находится вне волновода, а оставшаяся часть ДР выступает внутрь волновода. Благодаря указанному соотношению частей ДР внутри и вне волновода достигается требуемая величина параметра связи ДР с волноводом (см. Патент США №4124830, НКИ 333-73W, заявл. 27.09.77, опубл. 07.11.78 / Ren С-L. Wavequide filter, employing dielectric resonators, а также Диэлектрические резонаторы. / Под ред. Профессора М.Е. Ильченко. - М.: Радио и связь, 1989, с. 228, рис. 10.3г).

"Выполнение расстояния между вводимыми в линию передачи резонаторами должно быть кратно нечетному числу четвертей длины волны λ в линии передачи и обычно равно 3λ/4. Размещать диэлектрические резонаторы в одну четверть длины волны не целесообразно, так как при этом происходит взаимодействие их внешних местных полей между собой. Это приводит к появлению в полосе запирания пиков затухания (по числу ДР) и провалов между ними с низким затуханием, т.е. проявляется эффект пересвязи контуров" /см. Фильтры СВЧ на диэлектрических резонаторах. Ю.М. Безбородов, Т.Н. Нарытник, В.Б. Федоров. - К.: Техника, 1989, с. 136. Поэтому для уменьшения взаимного влияния ДР по местным волнам в известных конструкциях ПЗФ на диэлектрических резонаторах последние располагаются на расстояниях 3λ/4 между резонаторами, что ведет к существенному увеличению электрической длины полосно-заграждающего фильтра. Для дециметрового диапазона длин волн такой фильтр имеет неприемлемо большое значение электрической длины. К недостатку известного технического решения следует также отнести вносимое в волновод существенное возмущение, обусловленное отверстием связи, что приводит к ухудшению частотных характеристик избирательности полосно-заграждающего фильтра. Уменьшение эффективной добротности ДР обусловлено непосредственной близостью металлических стенок отверстия, в котором установлен образец ДР, что приводит к снижению электрической прочности в области отверстия с образцом ДР, т.е. ограничивает уровень допустимой мощности фильтра.

Известна конструкция полосно-заграждающего фильтра, реализованного с помощью коаксиальных резонаторов (КР), служащая для фильтрации сигналов в базовых станциях мобильных сетей связи. КР и канал располагаются параллельно и имеют электромагнитную связь друг с другом. Собственные частоты каждого КР отличаются друг от друга. Резонаторы (R1, R2, R3) имеют один проводящий корпус, внутреннее пространство которого разделено на полости посредством проводящих перегородок. Центральный проводник предающего канала расположен внутри резонатора так, что он проходит через все полости резонаторов. Корпус функционирует как внешний проводник канала передачи. Когда электромагнитное поле такой же частоты, что и собственные частоты резонаторов, возникает в канале передачи, резонатор в ответ начинает резонировать, что приводит к обратному отражению электромагнитного поля. Интенсивность и ширина резонанса в диапазоне устанавливаются посредством подбора расстояния между внутренним проводником резонатора и центральным проводником передающего канала /см. Патент US WO 2005109565 A1, заявлен 29.04.2005. Полосно-заградительный фильтр, Puoskari J., Ala-Kojola Y., a также Изобретения стран мира, РЖ, тем. Выпуск 106. Волноводы, резонаторы, антенны/. Однако собственная добротность КР-коаксиального резонатора существенно (более чем на порядок величин) уступает аналогичному значению для диэлектрического резонатора (ДР) одного и того же диапазона частот, поэтому фильтр на КР значительно уступает по избирательности фильтру на ДР и имеет относительно большие габариты (так как только собственная электрическая длина КР составляет примерно λ/4). Кроме того, снижается электрическая прочность КР (в области холостого хода (XX) конца внутреннего проводника КР), что ограничивает уровень допустимой мощности известного фильтра.

Известна конструкция полосно-заграждающего фильтра, содержащего металлический экран, в котором выполнены коаксиальная линия, ограниченная переходами, служащими для подсоединения к тракту, и n-полых металлических секций, разделенных металлическими перегородками, в каждой из которых установлен дисковый диэлектрический резонатор, закрепленный на диэлектрической подставке так, что дисковый ДР непосредственно электромагнитным полем связан с внутренним проводником коаксиальной линии, а электрическое расстояние между соседними дисковыми ДР составляет ¾λ, где λ - длина волны фильтра (см. Фильтры СВЧ на диэлектрических резонаторах. Ю.М. Безбородов, Т.Н. Нарытник, В.Б. Федоров. - К.: Техника, 1989, - 184 с., с. 76, рис. 3-16).

Однако такой фильтр имеет неприемлемо большое значение электрической длины для дециметрового диапазона длин волн, в нем имеет место снижение эффективной добротности ДР, установленного в непосредственной близости к внутреннему проводнику коаксиальной линии, что приводит к снижению избирательности фильтра и ухудшению стабильности его электрических характеристик, а наличие зазора между металлической перегородкой и внутренним проводником ухудшает электрическую прочность и уменьшает величину допустимой мощности фильтра.

Известен полосно-заграждающий фильтр в составе диплексера, выполненный в виде коаксиальной линии, на внутреннем проводнике которой осесимметрично установлены диэлектрические шайбы, изготовленные из диэлектрических материалов с отличающимися значениями относительной диэлектрической проницаемости, чередующими между собой по длине коаксиальной линии. Шайбы, имеющие высокие значения диэлектрической проницаемости, установлены на расстояниях в ¾ длины волны и выполняют функции диэлектрических резонаторов, а шайбы с пониженной диэлектрической проницаемостью выполняют функцию изоляции коаксиальной линии /см. Quarter wave dielectric transmission line diplexer for land mobile communication / IEEE MTT-S, Int. Microwave Symp. Dig., June 1979, New-York, pp. 278-280. Однако диэлектрические резонаторы в виде шайбы, установленной на центральном проводнике коаксиальной линии, обладают пониженной собственной добротностью за счет дополнительных потерь в центральном проводнике линии, при этом тип колебаний диэлектрического резонатора (шайбы, имеющей высокое значение диэлектрической проницаемости) не является низшим типом колебаний, что затрудняет настройку фильтра за счет наличия паразитных полос частот заграждения. Электрическая длина такого фильтра для дециметрового диапазона длин волн избыточно большая.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному изобретению является полосно-заграждающий фильтр, содержащий экранированную линию передачи, ограниченную переходами для подключения к тракту, в экране которой выполнены полые цилиндрические секции, снабженные винтами частотной перестройки, выполненные с возможностью осевого перемещения, n-дисковых диэлектрических резонаторов, каждый из которых установлен осесимметрично в полости цилиндрической секции на цилиндрической диэлектрической подставке и закреплен по соприкасающимся торцевым поверхностям с диэлектрической подставкой, так что каждый диэлектрический резонатор электромагнитно непосредственно связан с внутренним полосковым проводником линии передачи, который имеет локальное уширение проводника полоска в области размещения диэлектрического резонатора, а электрическое расстояние между соседними полыми цилиндрическими секциями, содержащими диэлектрические резонаторы, выбрано равным ¾λ, где λ - длина волны фильтра (см. Microwave dielectric resonator filters utilizing Ba2 Ti9 O20 ceramics / J.K. Plourde, D.F. Linn. - MTT-S, Int. Microwave Symp. Dig., 1979, New-York, pp. 290-293, рис. 2). Однако такой фильтр имеет неприемлемо большое значение электрической длины для дециметрового диапазона длин волн и снижение эффективной добротности диэлектрических резонаторов, установленных в полых цилиндрических секциях в непосредственной близости к внутреннему проводнику линии передачи, что приводит к снижению избирательности фильтра и ухудшению стабильности его электрических характеристик. Наличие зазора между цилиндрической секцией, выполненной в металлическом экране, и внутренним проводником ухудшает электрическую прочность и уменьшает величину допустимой мощности фильтра. Вследствие уменьшения значений собственной добротности диэлектрического резонатора и его размещения в непосредственной близи полоскового проводника снижаются избирательность и уровень допустимой непрерывной мощности фильтра.

Технической задачей предлагаемого изобретения является уменьшение электрической длины, повышение избирательности и улучшение стабильности электрических характеристик полосно-заграждающего фильтра повышенной мощности. Решение этой задачи достигается тем, что в известном полосно-заграждающим фильтре, содержащем экранированную линию передачи, ограниченную на концах переходами, служащими для подключения к тракту, в экране которой выполнены полые цилиндрические секции, в которых установлены n-дисковых диэлектрических резонаторов, каждый из которых установлен осесимметрично на цилиндрической диэлектрической подставке и закреплен с ней по соприкасающимся торцевым поверхностям и снабжен винтом частотной настройки, закрепленным на металлической стенке экрана с возможностью осевого перемещения, полые цилиндрические металлические секции установлены вне экрана линии передачи и размещены поочередно с противоположных сторон относительно линии передачи через расстояние в одну четверть длины волны, при этом каждая цилиндрическая металлическая секция ограничена с одной стороны пластиной основания, в которой выполнен кольцевой выступ, служащий для крепления диэлектрической подставки, например клеем, к пластине основания, а с другой стороны металлической крышкой, снабженной дополнительной диэлектрической подставкой, закрепленной с одной стороны с дисковым диэлектрическим резонатором по их торцевым поверхностям и с другой стороны кольцевым выступом, выполненным на внутренней поверхности металлической крышки и снабженным пружинящей шайбой, контактирующей с металлической крышкой, в дополнительной диэлектрической подставке выполнено центральное отверстие, служащее для введения и осевого перемещения винта частотной настройки, одним концом закрепленного на металлической крышке цилиндрической секции, а экранированная линия передачи, выполненная в виде коаксиальной линии, снабжена проводниками шлейфов, подключенными к ее внутреннему проводнику через расстояние в одну четверть волны (λ/4), при этом каждый из проводников шлейфов через проходное отверстие, выполненное во внешнем проводнике коаксиальной линии и в стенке цилиндрической секции, продлен внутрь полости цилиндрической секции в виде петли связи, конец которой закреплен, например, пайкой на внутренней стенке цилиндрической секции. Кроме того, в полосно-заграждающем фильтре при выполнении равными диаметров дискового диэлектрического резонатора и цилиндрических диэлектрических основной и дополнительной подставок соотношение их толщин выбрано в пределах , где εп<<εp - относительные диэлектрические проницаемости, а Нп, Нр - толщины подставок и дискового диэлектрического резонатора соответственно, n-дисковых диэлектрических резонаторов настроены на разные резонансные частоты в полосе частот заграждения, а все металлические части конструкции фильтра выполнены из термостабильных сплавов, например инвара. Дополнительно, в полосно-заграждающем фильтре каждая петля связи выполнена из проводника в форме "хвоста бабочки", обращенного вогнутой стороной к цилиндрической поверхности дискового диэлектрического резонатора, а длина проводника вогнутой стороны выбрана в пределах 0,25-0,3 диаметра дискового диэлектрического резонатора.

Полосно-заграждающий фильтр работает следующим образом.

При подключении переходов фильтра к тракту обеспечивается распространение электромагнитной энергии в рабочей полосе частот тракта при исключении распространения энергии на заданных частотах полосы заграждения фильтра за счет резонансного возбуждения дисковых диэлектрических резонаторов в звеньях полосно-заграждающего фильтра с одно четверть-волновыми связями.

Благодаря тому, что полые цилиндрические секции установлены вне экранированной линии передачи и размещены поочередно с противоположных сторон относительно линии передачи через расстояние в одну четверть длины волны, достигнуто уменьшение более чем вдвое электрической длины предложенного фильтра по сравнению с известными фильтрами. За счет введения дополнительной диэлектрической подставки образована трехслойная резонансная структура, состоящая из двух диэлектрических подставок и дискового диэлектрического резонатора, в которой достигается более равномерное распределение интенсивности электромагнитного поля вдоль оси симметрии резонансной структуры. Экспериментально подтверждено, что при равных диаметрах дискового диэлектрического резонатора и цилиндрических диэлектрических основной и дополнительной подставок лучшая равномерность интенсивности электромагнитного поля достигается при выполнении условия , где εп<<εр - относительные диэлектрические проницаемости, а Нп, Нр - толщины основной, дополнительной подставок и диэлектрического резонатора соответственно. Благодаря полученному равномерному распределению интенсивности электромагнитного поля достигается снижение градиента температур в диэлектрических материалах трехслойной резонансной структуры и, следовательно, повышается температурная стабильность частотных характеристик фильтра повышенной мощности. При этом достигается возможность более широкого выбора пределов расстояния между винтом частотной настройки и торцом дискового диэлектрического резонатора, а также между проводником петли связи и дисковым диэлектрическим резонатором, что обеспечивает снижение возможности электрического пробоя при сохранении высокой собственной добротности резонатора. Выполнение условия по выбору размеров дискового диэлектрического резонатора, основной и дополнительной диэлектрических подставок увеличило «емкостной нерезонансный» вклад (см. Параметры и методы анализа диэлектрических резонаторов и колебательных систем на их основе. Л.В. Алексейчик, И.И. Бродуленко, Г. Гаврилюк, В.В. Краюшкин, В.А. Мальцев. - М.: Обзоры по электронной технике, Сер. 1 Электроника СВЧ, 1990, вып. 5 (1525), - 64 с., с. 30 и рис. 8), компенсирующий нежелательный «индуктивный вклад», вносимый петлей связи в искажение частотной характеристики дискового диэлектрического резонатора, что обеспечило увеличение крутизны скатов частотной характеристики полосно-заграждающего фильтра и увеличение развязки с полосой частот пропускания, в которой достигался минимальный уровень вносимых потерь, и следовательно, обеспечивалось улучшение избирательности при повышенном уровне мощности в полосе пропускания фильтра.

Кроме того, за счет выбора резонансных частот дисковых диэлектрических резонаторов разными в полосе заграждения достигается уменьшение нежелательного явления "пересвязи" между соседними звеньями фильтра при одно четверть-волновой связи его звеньев (см. Фильтры СВЧ на диэлектрических резонаторах. Ю.М. Безбородов, Т.Н. Нарытник, В.Б. Федоров. - К.: Техника, 1989, с. 136.) Следовательно, в заявленном полосно-заграждающем фильтре достигнуто уменьшение электрической длины полосно-заграждающего фильтра более чем вдвое без ухудшения его частотных характеристик в сравнении с известными фильтрами.

За счет выполнения проводника петли связи в форме "хвоста бабочки", обращенного вогнутой стороной к цилиндрической поверхности дискового диэлектрического резонатора, так что длина проводника вогнутой стороны выбрана в пределах 0,25-0,35 диаметра дискового диэлектрического резонатора, достигается возможность увеличения зазора между цилиндрической поверхностью дискового диэлектрического резонатора и проводником вогнутой стороны петли связи, что обеспечило уменьшение опасности электрического пробоя в зазоре при сохранении высокой добротности диэлектрического резонатора, т.е. достигнуто обеспечение повышенного уровня мощности полосно-заграждающего фильтра.

Сочетание повышенной стабильности размеров конструкции полосно-заграждающего фильтра, металлические части которой выполнены из термостабильных сплавов, например инвара, с обеспечением термокомпенсации за счет вычитания нерезонансных "емкостного" вклада дискового диэлектрического резонатора и цилиндрических диэлектрических подставок и "индуктивного" вклада петли связи достигнуто улучшение термостабильности заявленного полосно-заграждающего фильтра более чем на порядок величин (2×10-8 на 1°С) по сравнению с термостабильностью известного фильтра (1×10-6 на 1°С).

Использование изобретения позволило создать в дециметровом диапазоне частот многозвенные (3-5 звеньев) полосно-заграждающие фильтры дециметрового диапазона малой электрической длины на дисковых диэлектрических резонаторах с улучшенными характеристиками избирательности, повышенной стабильностью параметров (полоса частот заграждения ~ 0,02-0,05%, развязка от 20 до 60 дБ; потери в полосе пропускания ~1% менее 0,3 дБ, относительная стабильность частотных характеристик фильтра на уровне 2×10-8 на 1°С при уровне непрерывной мощности ~200 Вт).

На Фиг. 4.a и 4.б приведены примеры частотных характеристик (модуля коэффициентов матрицы рассеяния S21 и S11, фазы S21, КСВН и ГВЗ) трехзвенных полосно-заграждающих фильтров повышенной мощности дециметрового диапазона длин волн, созданных согласно изобретению, в диапазоне температур от 20°С до 60°С, подтверждающие высокую относительную температурную стабильность (2×10-8 1/С°) частотных характеристик предложенного полосно-заграждающего фильтра. Эксплуатационные характеристики предложенного полосно-заграждающего фильтра удовлетворяли жестким требованиям, предъявляемым к СВЧ изделиям телекоммуникационных и навигационных систем, включая спутниковые системы.

Литература

1. Microwave dielectric resonator filters utilizing Ва2 Ti9 O20 ceramics / J.K. Plourde, D.F. Linn. - MTT-S, Int. Microwave Symp. Dig., 1979, New-York, pp. 290-293 (прототип).

2. Фильтры СВЧ на диэлектрических резонаторах. Ю.М. Безбородов, Т.Н. Нарытник, В.Б. Федоров. - К.: Техника, 1989, - 184 с.

3. Диэлектрические резонаторы. / Под ред. Профессора М.Е. Ильченко. - М.: Радио и связь, 1989, - 328 с.

4. Quarter wave dielectric transmission line deplexer for land mobile communication / K. Wakino et all. - MTT-S, Int. Microwave Symp. Dig., 1979, New-York, pp. 278-280.

5. Расчет линии передачи с диэлектрическими резонаторами при учете ближнего поля / Л.В. Алексейчик, В.М. Геворкян, Ю.А. Казанцев, В.В. Краюшкин. Электронная техника. Сер. 1 Электроника СВЧ, 1979, вып. 8, с. 15-27.

6. Состояние и перспективы применения миниатюрных диэлектрических резонаторов в радиоэлектронике. Часть 1. Параметры миниатюрных диэлектрических резонаторов на СВЧ и методы их расчета. Л.В. Алексейчик и др. - М.: Обзоры по электронной технике, Сер. 1 Электроника СВЧ, 1981, вып. 13 (832), - 96 с.

7. Параметры и методы анализа диэлектрических резонаторов и колебательных систем на их основе / Л.В. Алексейчик, И.И. Бродуленко, Г. Гаврилюк, В.В. Краюшкин, В.А. Мальцев. - М.: Обзоры по электронной технике, Сер. 1 Электроника СВЧ, 1990, вып. 5 (1525), - 64 с.

8. Маттей Д.А., Янг Л., Джонс Е.М. Фильтры СВЧ, согласующие цепи, цепи связи. Т. 1 Л.-М.: Связь, 1971, - 439 с.; т» М.: Связь, 1972, - 495 с.

9. Cohu S.В., Torgow E.N. Investigation of microwave dielectric-resonator filters. - Rantec Dir. Emerson Electric Co. Calif., Rept 8 (Final).

10. Патент WO 2005109565 A1. Полосно-заградительный фильтр. / Puoskari J., Ala-Kojola J., заявл. 29.04.2005.

11. Патент US 6682252 BA. Многослойный СВЧ резонатор. Cros D., Tobar М.Е., заявл. 21.06.2003.

12. Патент JP 2002292191. Диэлектрический резонатор и диэлектрический фильтр. Saton Hiroki and others, заявл. 04.10.2002.

13. Патент JP 3797273 В2 200347803 А. Полосно-заградительный фильтр и устройство связи, заявл. 23.05.2002.

14. Патент US 2.924.792 Волноводный фильтр / Gyorgy Е.М.

15. Патент US 4.124.830 Волноводный фильтр на диэлектрических резонаторах / С. Len.

16. Патент US 4.118.413 Filter Devices Incorporation Dielectric Resonators and Hiakage Cable. T. Nichicawa et all.

1. Полосно-заграждающий фильтр, содержащий экранированную линию передачи, ограниченную на концах переходами, служащими для подключения к тракту, в экране которой выполнены полые цилиндрические секции, в которых установлены n - дисковых диэлектрических резонаторов, каждый из которых установлен осесимметрично на цилиндрической диэлектрической подставке и закреплен с ней по соприкасающимся торцевым поверхностям и снабжен винтом частотной настройки, закрепленным на стенке экрана с возможностью осевого перемещения, отличающийся тем, что полые цилиндрические секции установлены вне линии передачи и размещены поочередно с ее противоположных сторон через расстояния в одну четверть длины волны, при этом каждая цилиндрическая секция ограничена с одной стороны пластиной основания, в которой выполнен кольцевой выступ, служащий для установки диэлектрической подставки при креплении ее, например клеем, к пластине основания, а с другой стороны металлической крышкой, снабженной дополнительной диэлектрической подставкой, закрепленной с одной стороны с диэлектрическим резонатором по их торцевым поверхностям и с другой стороны кольцевым выступом, выполненным на внутренней поверхности металлической крышки и снабженным пружинящей шайбой, в дополнительной диэлектрической подставке выполнено центральное отверстие, служащее для введения и осевого перемещения винта частотной настройки, одним концом закрепленного на металлической крышке цилиндрической секции, при этом экранированная линия передачи, выполненная, например, в виде коаксиальной линии, снабжена проводниками шлейфов, подключенными к внутреннему проводнику линии передачи через расстояния в одну четверть длины волны, и каждый из проводников шлейфов через проходное отверстие, выполненное во внешнем проводнике коаксиальной линии и в стенке цилиндрической секции, продлен внутрь полости цилиндрической секции в виде петли связи, конец которой закреплен, например, пайкой на внутренней стенке цилиндрической секции.

2. Полосно-заграждающий фильтр по п. 1, отличающийся тем, что при равных диаметрах дискового диэлектрического резонатора и цилиндрических диэлектрических основной и дополнительной подставок соотношение их толщин выбрано в пределах , где εп<<εр - диэлектрические проницаемости, а Hп, Hр - толщины дополнительной и основной подставок и дискового диэлектрического резонатора соответственно, n - дисковых диэлектрических резонаторов настроены на разные резонансные частоты в полосе заграждения, а все металлические части конструкции фильтра выполнены из термостабильных сплавов, например инвара.

3. Полосно-заграждающий фильтр по п. 1, отличающийся тем, что каждая петля связи выполнена из проводника в форме "бабочки", обращенного вогнутой стороной к цилиндрической поверхности дискового диэлектрического резонатора, а длина проводника вогнутой стороны выбрана в пределах 0,25-0,3 диаметра дискового диэлектрического резонатора.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области радиотехники и радиоэлектроники и может быть использовано для поглощения электромагнитного излучения на выходе сверхвысокочастного волноведущего тракта, а также входить в состав сложных сверхвысокочастотных функциональных узлов и устройств.

Предлагаемое изобретение относится к технике СВЧ и может быть использовано в волноводных трактах передатчиков, приемников, антенн РЛС для направленной передачи электромагнитных волн.

Предлагаемое изобретение относится к технике СВЧ и может быть использовано в волноводных трактах передатчиков, приемников, антенн РЛС для направленной передачи электромагнитных волн.

Изобретение относится к области радиосвязи. Технический результат изобретения заключается в повышении эффективности устройств генерации и частотной модуляции за счет увеличения линейного участка частотной модуляционной характеристики при произвольных характеристиках нелинейного элемента.

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

Изобретения относятся к областям радиосвязи и могут быть использованы для создания устройств генерации и частотной модуляции с увеличенным линейным участком частотной модуляционной характеристики при произвольных характеристиках нелинейного элемента, цепи внешней обратной связи и параметрах резистивного четырехполюсника.

Изобретение относится к области радиосвязи. Технический результат изобретения заключается в возможности усиления и частотной демодуляции высокочастотного сигнала с увеличенным линейным участком частотной демодуляционной характеристики и увеличенным динамическим диапазоном при произвольных характеристиках нелинейного элемента, цепи внешней обратной связи и параметрах резистивного четырехполюсника.

Изобретение относится к области радиосвязи. Способ генерации высокочастотных сигналов состоит в том, что энергию источника постоянного напряжения преобразуют в энергию высокочастотного сигнала за счет скачкообразного изменения амплитуды источника постоянного напряжения в момент его включения, усиливают и ограничивают амплитуду высокочастотного сигнала с помощью трехполюсного нелинейного элемента и организации обратной связи.

Изобретение относится к области радиолокационной техники, в частности к устройствам антенно-фидерной системы, используемым для передачи сверхвысокочастотной энергии между неподвижной частью радиолокационной станции (РЛС), например стационарными (неподвижными) передатчиками, приемниками, и вращающейся антенной системой.

Изобретение относится к технике сверхвысоких частот (СВЧ) и может быть использовано для коммутации СВЧ-сигналов в фидерных трактах различного назначения, в частности при создании переключателя фидерных трактов.

Изобретение относится к радиотехнике. Полосовой фильтр образован прямоугольными волноводами, отделенными друг от друга вдоль середины имеющей большую ширину поверхности фильтра, и тонкой металлической пластиной, заключенной между прямоугольными волноводами. Одна из пластин связи, сформированных из металлической пластины, имеет вырез со скругленным углом или различными ширинами обоих концов пластины связи. При этом пластина связи, сформированная на одном конце металлической пластины, имеет вырез, либо две пластины связи, сформированные на двух концах металлической пластины, имеют вырезы. Металлическая пластина выполнена из структуры металлического слоя на печатной плате. Полосовой фильтр может иметь криволинейный волновод U-образной формой. Также полосовой фильтр может быть образован множеством фильтрующих элементов, соединенных друг с другом. Технический результат - увеличение коэффициента связи, расширение полосы частот. 3 н. и 6 з.п. ф-лы, 16 ил.

Использование: для создания волноводной нагрузки. Сущность изобретения заключается в том, что волноводная нагрузка содержит короткозамкнутый отрезок прямоугольного волновода, внутри которого вдоль двух широких стенок установлены поглотители, которые выполнены в виде плоских пластин из поглощающего материала, имеют одинаковую толщину, заполняют всю площадь двух широких стенок прямоугольного волновода, узкие стенки короткозамкнутого отрезка прямоугольного волновода выполнены с уменьшающейся высотой от начала нагрузки к ее концу и на короткозамкнутом конце нагрузки высота узких стенок волновода выбрана равной двум толщинам пластин из поглощающего материала. Технический результат: обеспечение возможности равномерного поглощения СВЧ мощности вдоль нагрузки. 1 ил.

Тем-камера // 2606173
Изобретение относится к электротехнике. Сущность изобретения заключается в том, что ТЕМ-камера содержит корпус в форме пирамиды, при этом в поперечном сечении центральная и сужающиеся части корпуса являются прямоугольником с соотношением сторон 1:1,15, причем длина центральной части равна ее ширине, а сужающиеся части выполнены с линейными углами сужения 32,7° и 36,7°, открытые концы которого имеют размер 7,2×8,4 мм и вдоль продольной составляющей сгибы для соединения со стягивающим кольцом, которое выполнено в форме цилиндра с прямоугольным вырезом внутри и отношением сторон 1:1,15, по краям которого имеются по меньшей мере четыре отверстия с резьбовым соединением для крепления с помощью винтов через токопроводящую пасту держателя под соединитель, который также имеет цилиндрическую форму с по меньшей мере четырьмя резьбовыми отверстиями и по меньшей мере пятью отверстиями под высокочастотный соединитель, четыре из которых выполнены с одинаковым диаметром, а пятое выполнено в виде коаксиального волновода с волновым сопротивлением 50 Ом, центральный проводник которого соединен при помощи пайки и соединения в паз с центральной пластиной, которая выполнена из проводящего материала толщиной 2 мм и шириной 1:1,3 по отношению к ширине центральной части корпуса, а на концах центральной пластины выполнено линейное сужение со ступенчатыми вырезами на кромках в форме дуги, причем сужение в начале выполнено под углом 46° на расстоянии толщины стягивающего кольца и под углом 61° на расстоянии от толщины стягивающего кольца до 5,5 мм, превышающем расположение ребер корпуса, в одной из стенок которого имеется прямоугольный вырез, кромки которого выполнены с фаской под угол 45°, для испытательного стола из проводящего материала, который имеет по меньшей мере одно отверстие для соединителя и фаску под углом 45°. Технический результат – получение максимальной рабочей частоты камеры в диапазоне от 1 до 2 ГГц при максимальной высоте испытуемого объекта в диапазоне от 40 до 20 мм и максимальном коэффициенте стоячих волн по напряжению, не превышающем 1,08 (модуль коэффициента отражения, не превышает минус 22 дБ). 6 ил.

Изобретение относится к технике СВЧ и может быть использовано в волноводных трактах передатчиков, приемников, антенн РЛС для направленной передачи электромагнитных волн. Т-циркулятор содержит симметричное волноводное Т-разветвление в Н-плоскости, согласующий металлический клин, три ферритовых вкладыша и магнитную систему. Для повышения тепловой и электрической прочности Т-циркулятора при расширении полосы рабочих частот каждый ферритовый вкладыш выполнен в виде двух трехгранных равносторонних ферритовых призм, которые соосно установлены на противоположных широких стенках волноводного Т-разветвления в Н-плоскости, в областях круговой поляризации. При этом каждая трехгранная равносторонняя ферритовая призма ориентирована одной боковой гранью ортогонально к плоскости симметрии волноводного Т-разветвления в Н-плоскости и одним боковым ребром в сторону согласующего металлического клина. 1 ил.

Изобретение относится к технике сверхвысоких частот и может быть использовано в селективных трактах приемных и передающих систем. Микрополосковый полосно-пропускающий фильтр содержит диэлектрическую подложку, на одну сторону которой нанесено заземляемое основание, а на вторую - нанесены электромагнитно связанные полосковые проводники: смещенные относительно друг друга протяженные широкие отрезки полосковых проводников, заземляемые на основание со стороны свободных концов, с противоположных - соединены между собой посредством протяженных отрезков полосковых проводников, с внутренней стороны - соединены с отрезками протяженных узких полосковых проводников, дважды изогнутых под прямым углом, при этом вдоль по их периметрам, внутри каждого расположены свернутые П-образно отрезки полосковых проводников, заземляемые на основание со стороны свободных концов, соединенные с внешней стороны с ортогонально расположенными протяженными широкими отрезками полосковых проводников, являющихся портами фильтра. Изобретение обеспечивает расширение рабочей полосы пропускания и высокочастотной полосы заграждения, а также улучшение селективных свойств. 2 ил.

Изобретение относится к областям радиотехники и связи. Высокочастотный фазовращатель выполнен на основе КМОП-технологии, при этом усилители с переменным коэффициентом усиления построены на основе модифицированных ячеек Гильберта, а аналоговый дифференциальный квадратурный сумматор подключен к квадратурному полифазному фильтру напрямую. Каждая модифицированная ячейка Гильберта состоит из десяти МОП-транзисторов. При этом затворы первого и четвертого МОП-транзисторов являются высокочастотными входами, истоки первого и второго МОП-транзисторов соединены со стоком девятого МОП-транзистора, истоки третьего и четвертого МОП-транзисторов соединены со стоком десятого МОП-транзистора, исток девятого и десятого МОП-транзисторов подключен к общему узлу, затворы девятого и десятого МОП-транзисторов подключены к первому выходу источника напряжений смещения, затворы второго и третьего МОП-транзисторов подключены ко второму выходу источника напряжений смещения, стоки первого и третьего МОП-транзисторов подключены к узлу, к которому подключены истоки пятого и шестого МОП-транзисторов, стоки второго и четвертого МОП-транзисторов подключены к узлу, к которому подключены истоки седьмого и восьмого МОП-транзисторов, затворы пятого и восьмого МОП-транзисторов и затворы шестого и седьмого МОП-транзисторов представляют собой управляющие дифференциальные входы соответственно, стоки пятого и седьмого МОП-транзисторов и стоки шестого и восьмого МОП-транзисторов подключены к двум входам цепи нагрузки соответственно Высокочастотный фазовращатель на МОП-транзисторах с конструкцией согласно изобретению обладает уменьшенной ошибкой установки фазы и потребляемой мощностью, а также более низкой себестоимостью. 3 ил.

Изобретение относится к автотранспортным средствам, в частности специального назначения, может быть использовано для повышения помехозащищенности бортового электрооборудования к внешнему высокочастотному электромагнитному полю при эксплуатации АТС в условиях сложной электромагнитной обстановки. Повышение помехозащищенности электрооборудования АТС к внешнему высокочастотному ЭМП достигается нанесением широкополосного радиопоглощающего материала как минимум на три взаимно перпендикулярные металлические внутренние поверхности того объема кузова АТС, в котором расположено защищаемое электрооборудование. Параметры широкополосного радиопоглощающего материала выбираются из учета начала ослабления ЭМП на заданной минимальной частоте диапазона частот, в котором наблюдается не менее 90% нарушений работоспособности электрооборудования при воздействии внешнего высокочастотного ЭМП. Способ позволяет перейти из режима стоячих волн на режим смешанных волн, за счет чего уменьшить во внутреннем объеме кузова АТС максимальные уровни ЭМП, вследствие чего улучшается электромагнитная обстановка и снижается влияние ЭМП на бортовое электрооборудование, тем самым происходит повышение его помехозащищенности. 3 ил.

Использование – в области электротехники. Технический результат – повышение стойкости к деформации обмотки линейного фильтра. Согласно изобретению линейный фильтр для систем передачи на линиях электропередач переменного тока среднего/высокого напряжения содержит непрерывную катушку из электропроводного металла, при этом катушка сформирована непрерывной спиралью, выполненной из витков (1, 1А, 1В, 1С) катушки, которые намотаны как соленоид и удерживаются разнесенными друг от друга последовательностью прокладок (2), выполненных из электрически изолирующего материала. Витки (1, 1А, 1В, 1С) катушки имеют Н-образное сечение, чтобы на каждой из противоположных поверхностей таких витков катушки образовывалось углубление или непрерывный канал, куда помещены прокладки (2). При этом прокладки (2) создают надежную опору для каждого витка катушки. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к устройствам СВЧ-электроники и может быть использовано при конструировании нано- и микроэлектронных элементов для обработки сигналов. Элемент на магнитостатических спиновых волнах (МСВ) имеет две пары микрополосковых преобразователей, которые образуют два параллельных линейных канала распространения МСВ, разнесенных друг от друга на расстояние, обеспечивающее размещение между указанными каналами резонатора МСВ, взаимодействующего с линейными каналами. Каждый линейный канал распространения МСВ выполнен в виде системы одиночных цилиндрических включений из ферромагнитного материала, образованных в базовой ферромагнитной пленке и расположенных равномерно по длине канала, а резонатор МСВ представляет собой систему одиночных цилиндрических включений из ферромагнитного материала, образованных в базовой ферромагнитной пленке и расположенных равномерно по окружности. Включения из ферромагнитного материала имеют большую намагниченность, чем базовая ферромагнитная пленка. Технический результат - возможность реализации функций фильтра и резонатора при обеспечении пониженных вносимых потерь в диапазоне частот нескольких ГГц. 5 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к области радиоизмерительной СВЧ-техники и предназначено для автоматической регулировки коэффициента стоячей волны по напряжению (КСВU) и неравномерности по амплитудно-частотной характеристике (АЧХ) и фазочастотной характеристике (ФЧХ) в СВЧ-приборах. Технический результат предлагаемого способа автоматической регулировки технических характеристик в СВЧ-приборах и комплекса средств для его осуществления заключается в существенном повышении точности регулировки за счет обработки сигнала в цифровом формате, возможности одновременной регулировки КСВU и неравномерности АЧХ и ФЧХ в СВЧ-приборах и повышении производительности процесса за счет значительного сокращения времени проведения регулировки. Для достижения заявленного результата используют ЭВМ с пакетом программ, подключенную через интерфейс к съемному механическому стенду, включающему блоки ЦАП-АЦП и исполнительные механизмы, приводящие в движение устройства для регулировки путем вращения штоков. С помощью ЭВМ проводят анализ достигнутых значений технических характеристик, принимают решение о необходимости дальнейшей регулировки, а при достижении минимально возможных значений КСВU и неравномерности АЧХ и ФЧХ заканчивают процесс регулировки СВЧ-прибора. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к радиотехнике, а именно к технике СВЧ, и предназначено для создания полосно-заграждающих фильтров на основе диэлектрических резонаторов преимущественно в дециметровом диапазоне длин волн. Техническим результатом является уменьшение электрической длины, повышение избирательности и улучшение стабильности электрических характеристик фильтра повышенной мощности. Сущность изобретения: отличительной особенностью изобретения является то, что полосно-заграждающий фильтр снабжен полыми цилиндрическими секциями, установленными поочередно с противоположных сторон относительно линии передачи через расстояния в одну четверть волны. В каждой полой цилиндрической секции установлен дисковый диэлектрический резонатор, закрепленный между основной и дополнительно введенной диэлектрическими подставками, в дополнительной подставке выполнено отверстие, в котором установлен винт настройки. Линия передачи, выполненная в виде коаксиальной линии, снабжена проводниками шлейфов, подключенными к ее внутреннему проводнику, а каждый из проводников шлейфов продлен внутрь полости цилиндрической секции в виде петли связи, конец которой закреплен, например, пайкой на стенке цилиндрической секции. Петля связи выполнена из проводника в форме хвоста бабочки, обращенного вогнутой стороной к дисковому ДР, а длина проводника вогнутой стороны выбрана в пределах 0,25-0,3 диаметра дискового ДР. Дисковые ДР 3 настроены в полосе заграждения на разные резонансные частоты, а соотношение толщин ДР и диэлектрических подставок 4,5 выбрано в пределах, где εп<<εр - диэлектрические проницаемости, а Нп, Нр - толщины подставок 4, 5 и ДР 3 соответственно. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

Наверх