Микрополосковый широкополосный полосно-пропускающий фильтр

Изобретение относятся к радиотехнике, в частности к фильтрам. Микрополосковый широкополосный полосно-пропускающий фильтр содержит диэлектрическую подложку, одна сторона которой полностью металлизирована и выполняет функцию заземляемого основания, а на вторую сторону нанесены нерегулярные полосковые проводники резонаторов. Узкие участки нерегулярных проводников наружных резонаторов короткозамкнуты с одной стороны на экран, а внутренние резонаторы кондуктивно соединены с одного конца между собой и соединены с внешними короткозамкнутыми проводниками с помощью дополнительных проводников. Входная и выходная линия передачи подключены к проводникам наружных резонаторов, которые расположены ортогонально проводникам внутренних резонаторов до точки их кондуктивного соединения с дополнительными проводниками. Технический результат - повышение компактности устройства, увеличение протяженности высокочастотной полосы заграждения микрополоскового широкополосного полосно-пропускающего фильтра. 2 ил.

 

Изобретение относится к технике сверхвысоких частот и предназначено для частотной селекции сигналов.

Известен гребенчатый полосно-пропускающий микрополосковый фильтр [Патент RU №2148286, МКИ7 Н01Р 1/205, 1/203, бюл. №12 от 27.04.2000], содержащий диэлектрическую подложку, одна сторона которой металлизирована и выполняет функцию заземляемого основания, а на вторую нанесены короткозамкнутые на землю с одного конца полосковые проводники, связанные между собой электромагнитно и кондуктивно. Проводники резонаторов выполнены прямолинейными, кроме того, между полосковыми проводниками, являющимися резонаторами, нанесены дополнительные короткозамкнутые на землю полосковые проводники, боковые стороны которых соединены с соседствующими резонаторами. Длина дополнительных полосковых проводников выполнена изменяемой.

Недостатками гребенчатого полосно-пропускающего микрополоскового фильтра являются узкая высокочастотная полоса заграждения и сравнительно большие размеры.

Наиболее близким аналогом является микрополосковый широкополосный полосно-пропускающий фильтр [Патент RU №2504870, МКИ7 Н01Р 1/203, бюл. №2 от 20.01.2014 (прототип)]. Фильтр содержит диэлектрическую подложку, одна сторона которой полностью металлизирована и выполняет функцию заземляемого основания, а на вторую сторону нанесены параллельные прямолинейные полосковые проводники. Внешние проводники микрополосковой структуры короткозамкнуты с одной стороны на экран и кондуктивно подключены к входной и выходной линиям передачи. Внутренние проводники кондуктивно соединены с одного конца между собой и соединены с внешними короткозамкнутыми проводниками с помощью дополнительных проводников. Фильтр имеет меньшие габариты и более протяженную высокочастотную полосу заграждения по сравнению с первым аналогом.

Недостатками фильтра являются сравнительно большие размеры на низких частотах и то, что протяженность высокочастотной полосы заграждения не превышает октавы в случае, когда относительная ширина полосы пропускания превышает величину Δƒ/ƒ0=100%.

Техническим результатом изобретения является уменьшение размеров и увеличение протяженности высокочастотной полосы заграждения микрополоскового широкополосного полосно-пропускающего фильтра.

Указанный технический результат достигается тем, что в заявляемом фильтре, содержащем диэлектрическую подложку, на одну сторону которой нанесено заземленное основание, а на вторую сторону нанесены полосковые проводники резонаторов, связанные электромагнитно и кондуктивно, и дополнительные полосковые проводники, боковые стороны которых соединены с соседствующими резонаторами, новым является то, что проводники резонаторов выполнены нерегулярными, а участки полосковых проводников наружных резонаторов от разомкнутого конца до точки их кондуктивного соединения с дополнительными проводниками расположены ортогонально проводникам внутренних резонаторов.

Отличие заявляемого устройства от наиболее близкого аналога заключается в том, что проводники резонаторов выполнены нерегулярными, а участки полосковых проводников наружных резонаторов от разомкнутого конца до точки их кондуктивного соединения с дополнительными проводниками расположены ортогонально проводникам внутренних резонаторов.

Таким образом, перечисленные выше отличительные от прототипа признаки позволяют сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию «новизна». Признаки, отличающие заявляемое техническое решение от прототипа, не выявлены в других технических решениях и, следовательно, обеспечивают заявляемому решению соответствие критерию «изобретательский уровень».

Сущность изобретения поясняется рисунками:

На фиг. 1а изображена топология проводников заявляемого микрополоскового фильтра пятого порядка, а на фиг.1б - топология проводников фильтра-прототипа пятого порядка.

На фиг. 2 изображены рассчитанные амплитудно-частотные характеристики заявляемого фильтра (сплошная линия) и фильтра прототипа (штриховая линия).

Заявляемый микрополосковый широкополосный полосно-пропускающий фильтр (фиг. la) содержит диэлектрическую подложку 1, одна сторона которой полностью металлизирована и выполняет функцию заземляемого основания, а на вторую сторону нанесены нерегулярные полосковые проводники резонаторов 2, причем узкие участки нерегулярных проводников наружных резонаторов короткозамкнуты с одной стороны на экран, а внутренние резонаторы кондуктивно соединены с одного конца между собой и соединены с внешними короткозамкнутыми проводниками с помощью дополнительных проводников 3. Входная и выходная линия передачи подключена к проводникам наружных резонаторов, которые расположены ортогонально проводникам внутренних резонаторов до точки их кондуктивного соединения с дополнительными проводниками.

Фильтр работает следующим образом. Входная и выходная линии передачи подключаются к проводникам наружных резонаторов как показано на фиг. 1а, причем расстояние от разомкнутых концов проводников до точек подключения внешних линий передачи определяется заданным минимальным 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.

Как и в фильтре-прототипе в заявляемом фильтре благодаря наличию дополнительных проводников все нерегулярные проводники, образующие резонаторы, связаны между собой не только электромагнитно, но и кондуктивно. Величину коэффициента связи можно изменять, варьируя как величины зазоров между резонаторами, так и расстояние от дополнительного проводника до экрана. Как известно, ширина полосы пропускания фильтра определяется, при прочих равных условиях, величиной коэффициента связи резонаторов. Изменяя расстояние от дополнительного проводника до экрана, можно в широких пределах менять величину коэффициента связи резонаторов, не изменяя при этом расстояния между ними. Благодаря этому можно получить относительную ширину полосы пропускания фильтра более Δƒ/ƒ0=100%.

Известно, что нерегулярные микрополосковые резонаторы могут иметь значительно меньшие габариты по сравнению с регулярными резонаторами при прочих равных условиях. Кроме того, резонансная частота второй - паразитной моды колебаний нерегулярного микрополоскового резонатора значительно выше по сравнению с резонансной частотой традиционного регулярного микрополоскового резонатора, а фильтры на основе нерегулярных резонаторов, соответственно, имеют более протяженную высокочастотную полосу заграждения. Таким образом, в фильтре заявляемой конструкции благодаря использованию нерегулярных микрополосковых резонаторов достигается уменьшение габаритов и расширение высокочастотной полосы заграждения устройства по сравнению с фильтром-прототипом. Дополнительное уменьшение уровня прохождения сигнала на частотах полосы заграждения в заявляемом фильтре достигается тем, что проводники наружных резонаторов расположены ортогонально проводникам внутренних резонаторов до точки их кондуктивного соединения с дополнительными проводниками.

На фиг 2 приведены рассчитанные в программе электродинамического моделирования частотные зависимости вносимых потерь для заявляемого фильтра (сплошная линия) и фильтра-прототипа (пунктирная линия). Оба фильтра имеют центральную частоту полосы пропускания ƒ0=1 ГГц и относительную ширину полосы пропускания Δƒ/ƒ0=100% по уровню -3 дБ, КСВ в полосе пропускания фильтра не хуже 1,5. В качестве материала подложек был выбрана керамика с относительной диэлектрической проницаемостью ε=80; толщиной 1 мм. Размеры микрополосковой структуры в заявляемом фильтре составили 18 × 8=144 мм2, в то время как размеры фильтра-прототипа составили 11 × 15=165 мм2, т.е. заявленный фильтр имеет меньшую площадь полосковой структуры при прочих равных условиях, что подтверждает заявленный технический результат.

Из представленных зависимостей также видно, что в области полосы пропускания амплитудно-частотные характеристики идентичны, однако первый паразитный высокочастотный резонанс у фильтра-прототипа располагается на частоте 2.15 ГГц, а у заявляемого фильтра - на частоте 3.4 ГГц, т.е. практически в 1.6 раза дальше. Это приводит к тому, что ширина высокочастотной полосы заграждения у заявляемого фильтра по уровню затухания 30 дБ составляет 1.38 ГГц, в то время как у фильтра-прототипа всего лишь 0.42 ГГц.

Таким образом, заявляемая конструкция позволяет реализовывать на ее основе широкополосные миниатюрные полосно-пропускающие фильтры с протяженной высокочастотной полосой заграждения.

Микрополосковый широкополосный полосно-пропускающий фильтр, содержащий диэлектрическую подложку, на одну сторону которой нанесено заземленное основание, а на вторую сторону нанесены полосковые проводники резонаторов, связанные электромагнитно и кондуктивно, и дополнительные полосковые проводники, боковые стороны которых соединены с соседствующими резонаторами, отличающийся тем, что проводники резонаторов выполнены нерегулярными, а участки полосковых проводников наружных резонаторов от разомкнутого конца до точки их кондуктивного соединения с дополнительными проводниками расположены ортогонально проводникам внутренних резонаторов.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к технике сверхвысоких частот и может быть использовано в селективных трактах приемных и передающих систем. Полосно-пропускающий фильтр содержит диэлектрическую подложку, на одну сторону которой нанесено заземляемое металлизированное основание, а на вторую нанесен полосковый проводник, частично расщепленный продольной щелью с одного конца.

Использование: для создания нового поколения СВЧ элементной базы и МИС СВЧ на основе графена. Сущность изобретения заключается в том, что переключатель СВЧ изготовлен на графене, где в качестве подложки использован кремний, затем последовательно размещены слой оксида кремния (SiO2), наноразмерный двумерный слой графена, который служит нижней обкладкой конденсатора, поверх которого нанесен диэлектрик, содержащий аморфный слой оксида алюминия (Аl2O3), аморфный слой диэлектрика с высокой диэлектрической постоянной, например двуокиси гафния (НfO2), и повторно аморфный слой оксида алюминия (Аl2O3), поверх диэлектрика размещены металлические электроды полосковой формы, которые образуют верхнюю обкладку конденсатора, при этом переключатель содержит два конденсатора, образующих двойные ВЧ-ключи.

Изобретение относится к области радиотехники, в частности к переключателям каналов. Переключатель содержит три или более передающие линии, размещенные на неподвижной части переключателя, и по крайней мере одну передающую линию, размещенную на другой части переключателя, выполненную с возможностью перемещения и фиксации в одном из двух положений, в которых происходит бесконтактное соединение передающих линий подвижной и неподвижной частей переключателя.

Изобретение относится к технике сверхвысоких частот и может быть использовано в селективных трактах приемных и передающих систем. Микрополосковый фильтр верхних частот содержит диэлектрическую подложку, одна поверхность которой полностью металлизирована и служит заземляемым основанием, а на другой поверхности расположен прямоугольный полосковый металлический проводник.

Изобретение относится к области СВЧ-устройств. Предложен планарный поляризационный селектор, содержащий поверхностный резонатор с двумя подключенными к нему подводящими поверхностными волноводами, металлический двухполяризационный волновод и печатную плату, на которой выполнены поверхностный резонатор и подводящие поверхностные волноводы, причем поверхностный резонатор дополнительно содержит щелевую апертуру в одном из двух уровней металлизации, а металлический двухполяризационный волновод установлен на поверхности печатной платы в области щелевой апертуры поверхностного резонатора, и при этом сам поверхностный резонатор является резонатором нефундаментальных ортогональных мод.

Изобретение относится к области СВЧ техники, точнее к техническим решениям соединителей разъемных фланцев волноводов СВЧ трактов. Соединитель содержит шляпку 1 в виде диска и цилиндрическую часть 2 меньшего диаметра, размещенную в соосных отверстиях 3 и 4 сочлененных волноводных фланцев 5 и 6, вторую составляющую из шляпки 7 в виде диска и цилиндрической части 8 меньшего диаметра, отверстия 9 в диске 1 и отверстие 10 в диске 7, в которых закреплены центры цилиндрической части 2 и второй цилиндрической части 8 соединителя и его второй части.

Изобретение относится к радиотехнике, а именно к элементам волноводного тракта, и может быть использовано в волноводной, антенной и СВЧ-измерительной технике. Уголковый изгиб волноводного тракта содержит входной и выходной прямоугольные волноводы, расположенные под углом α один относительно другого, у которых стенки в плоскости изгиба параллельны, а также согласующую неоднородность.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в широкополосных микроволновых устройствах в качестве оконечной согласованной нагрузки высокого уровня мощности.

Разъемное соединение фланцев волноводов СВЧ трактов относится к области СВЧ техники. Заявленное соединение содержит одинаковые пластины 1 с соосными отверстиями 2 и направляющими, которые образованы штырем 3, укрепленным на одной из пластин 1 и соосными с ними отверстиями 4 в другой пластине 1, шайбы 5 из магнитотвердых материалов с остаточной намагниченностью, размещенные в отверстиях 2 в пластинах 1, укрепленные в них и установленные встречно друг к другу противоположными полюсными наконечниками N-S, отверстие 6 с резьбой в одной из пластин 1, смещенное относительно центра к краю пластины.

Изобретение относится к области СВЧ техники, точнее к техническим решениям соединителей разъемных фланцев волноводов СВЧ трактов, и позволяет упростить процесс крепления фланцев при многократном их соединении и разъединении и ускорить процесс крепления фланцев волноводных труб.

Изобретение относятся к радиотехнике, в частности к фильтрам. Микрополосковый широкополосный полосно-пропускающий фильтр содержит диэлектрическую подложку, одна сторона которой полностью металлизирована и выполняет функцию заземляемого основания, а на вторую сторону нанесены нерегулярные полосковые проводники резонаторов. Узкие участки нерегулярных проводников наружных резонаторов короткозамкнуты с одной стороны на экран, а внутренние резонаторы кондуктивно соединены с одного конца между собой и соединены с внешними короткозамкнутыми проводниками с помощью дополнительных проводников. Входная и выходная линия передачи подключены к проводникам наружных резонаторов, которые расположены ортогонально проводникам внутренних резонаторов до точки их кондуктивного соединения с дополнительными проводниками. Технический результат - повышение компактности устройства, увеличение протяженности высокочастотной полосы заграждения микрополоскового широкополосного полосно-пропускающего фильтра. 2 ил.

Наверх