Свч фильтр

Авторы патента:

H01P1/203 - Волноводы; резонаторы, линии или другие устройства типа волноводов (работающие в оптическом диапазоне G02B; антенны H01Q; цепи, содержащие элементы с сосредоточенным полным сопротивлением H03H)

Владельцы патента RU 2781040:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнева" (СибГУ им. М.Ф. Решетнева) (RU)

Изобретение относится к технике сверхвысоких частот, в частности к фильтрам. СВЧ фильтр содержит диэлектрическую подложку, на одну сторону которой нанесено заземляемое основание, а на вторую - нанесены электромагнитно связанные полосковые проводники, состоящие из смещенных относительно друг друга протяженных широких отрезков, заземленных на основание со стороны свободных концов. С противоположной стороны они соединены между собой посредством протяженных отрезков полосковых проводников, а с внутренней стороны - с отрезками протяженных узких полосковых проводников. При этом протяженные широкие отрезки четырех полосковых проводников заземлены на основание со стороны свободных концов через пару отрезков Г-образной формы, а с внутренней стороны - каждый из них, кроме крайних, соединен с одиночным протяженным узким отрезком полоскового проводника. Данные узкие смежные отрезки расположены параллельно друг другу и выполнены парами. Технический результат - увеличение подавления мощности по обе стороны от полосы пропускания. 2 ил.

Изобретение относится к технике сверхвысоких частот и может быть использовано в селективных трактах приемных и передающих систем.

Известен полосно-пропускающий фильтр (Патент на изобретение РФ №2480867, Н01Р 1/203):

1. Полосно-пропускающий фильтр, содержащий диэлектрическую подложку, на одну сторону которой нанесено заземляемое металлизированное основание, а на вторую сторону нанесен полосковый проводник, частично расщепленный продольной щелью с одного конца, отличающийся тем, что длина нерасщепленного участка полоскового проводника составляет от 16% до 65% его длины.

2. Фильтр по п. 1, отличающийся тем, что содержит n электромагнитно связанных шпильковых микрополосковых резонаторов, где n=2, 3, 4, …

3. Фильтр по п. 2, отличающийся тем, что для каждого его резонатора длина нерасщепленного участка меньше длины, при которой выравниваются частоты четных и нечетных колебаний.

4. Фильтр по п. 2, отличающийся тем, что для каждого его резонатора длина нерасщепленного участка больше длины, при которой выравниваются частоты четных и нечетных колебаний.

5. Фильтр по п. 2, отличающийся тем, что для одной части его резонаторов длина нерасщепленного участка меньше длины, при которой выравниваются частоты четных и нечетных колебаний, и больше для другой части резонаторов.

6. Фильтр по п. 2, отличающийся тем, что нерасщепленные участки всех резонаторов фильтра расположены один напротив другого.

7. Фильтр по п. 2, отличающийся тем, что в каждой паре смежных резонаторов фильтра нерасщепленный участок одного резонатора расположен напротив расщепленного участка другого резонатора.

В данном техническом решении приведены примеры выполнения трехрезонаторного фильтра и его амплитудно-частотные характеристики (АЧХ). Различаются фильтры взаимной ориентацией соседних резонаторов. В фильтре с сонаправленными резонаторами высокочастотный склон полосы пропускания круче, чем низкочастотный склон. При этом уровень подавления в низкочастотной полосе заграждения приблизительно на 10 дБ сильнее, чем в высокочастотной полосе заграждения. Напротив, в фильтре со встречно направленными резонаторами склоны полосы пропускания почти симметричны, а уровни подавления в низкочастотной и высокочастотной полосе заграждения близки.

Недостатком описанного полосно-пропускающего фильтра является относительно слабое подавление мощности на частотах полос заграждения.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков является микрополосковый полосно-пропускающий фильтр (Патент на изобретение РФ №2607303, Н01Р 1/203), содержащий диэлектрическую подложку, на одну сторону которой нанесено заземляемое основание, а на вторую - нанесены электромагнитно связанные полосковые проводники, причем 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. В фильтре используется два одномодовых и один четырехмодовый резонаторы.

На АЧХ такого микрополоскового полосно-пропускающего фильтра наблюдаются, расположенные рядом по частотам с рабочей полосой пропускания полюса затухания, которые значительно повышают крутизну ее склонов, а также подавление мощности, превышающее -80 дБ на частотах низкочастотной полосы заграждения, и превышающее -50 дБ в диапазоне частот (1.74-3.46) ГГц высокочастотной полосы заграждения.

Недостатком описанного микрополоскового полосно-пропускающего фильтра является относительно слабое подавление мощности на частотах полос заграждения.

Задачей изобретения является улучшение частотно-селективных свойств конструкции.

Указанная задача достигается тем, что в СВЧ фильтре, содержащем диэлектрическую подложку, на одну сторону которой нанесено заземляемое основание, а на вторую - нанесены электромагнитно связанные полосковые проводники, состоящие из смещенных относительно друг друга протяженных широких отрезков, заземленных на основание со стороны свободных концов, причем с противоположной стороны они соединены между собой посредством протяженных отрезков полосковых проводников, а с внутренней стороны - с отрезками протяженных узких полосковых проводников, согласно техническому решению, протяженные широкие отрезки четырех полосковых проводников заземлены на основание со стороны свободных концов через пару отрезков Г-образной формы, а с внутренней стороны - каждый из них, кроме крайних, соединен с одиночным протяженным узким отрезком полоскового проводника. Такие узкие смежные отрезки расположены параллельно друг другу и выполнены парами.

Техническим результатом изобретения является улучшение частотно-селективных свойств конструкции, в частности увеличение подавления мощности на частотах полос заграждения, за счет заявляемого расположения на диэлектрической подложке полосковых проводников.

Изобретение поясняется чертежами: Фиг. 1 - устройство СВЧ фильтра, Фиг. 2 - его амплитудно-частотная характеристика (S₂₁, S₁₁).

Заявляемый СВЧ фильтр (Фиг. 1), содержит диэлектрическую подложку (7), на одну сторону которой нанесено заземляемое основание, а на вторую - нанесены электромагнитно связанные четыре полосковых проводника с отрезками (2)-(23). Смещенные относительно друг друга протяженные широкие отрезки полосковых проводников (5) и (11), а также (14) и (22) соединены между собой посредством узкого протяженного отрезка полоскового проводника (7) и (18), соответственно. Каждый широкий отрезок полоскового проводника заземлен на основание со стороны свободных концов через соответствующую пару отрезков Г-образной формы: (3)-(4), (9)-(10), (15)-(16) и (20)-(21). С внутренней стороны каждый из них ((11), (14) и (22)), кроме крайних (5), соединены с одиночными протяженными узкими отрезками полоскового проводника: (12), (13) и (23), соответственно. При этом пара смежных отрезков (12) и (13) распложены параллельно друг другу, также как и пара смежных идентичных отрезков (23) и (23).

Кроме того, все полосковые проводники размещены на подложке с сохранением осевой симметрии, но при этом расположение заземления на основание пары широких отрезков (5) проводников связи отличается по сравнению с расположением заземления на основание широких отрезков (11), (14) и (22). Они располагаются не со стороны соединения отрезков (5) с протяженными узкими отрезками полосковых проводников (7) через отрезок (6), как у остальных аналогичных широких отрезков, а со стороны входа (выхода) фильтра.

Рассмотрим принцип действия полосно-пропускающего СВЧ фильтра. Расположенные (Фиг. 1) на диэлектрической подложке (1), свернутые четыре полосковых проводника, при подаче на вход конструкции электромагнитного сигнала выполняют функцию четырех микрополосковых двухмодовых резонаторов. Две нижайшие моды колебаний от каждого из четырех резонаторов с отрезками полосковых проводников (2)-(12) или (13)-(23) участвуют в формировании полосы пропускания фильтра. Таким образом, порядок СВЧ фильтра - восьмой.

Варьируя длину и ширину отрезков (2)-(23) полосковых проводников четырех резонаторов, зазоры между их отрезками (11) и (14), а также (22) и (22), а также вертикальное смещение относительно друг друга смежных широких отрезков в резонаторах, можно корректировать их собственные частоты, что позволяет настроить полосу пропускания заявляемого СВЧ фильтра с максимально допустимым уровнем потерь на отражение в ней S₁₁ ≤ -14 дБ.

Электромагнитное взаимодействие резонаторов в фильтре индуктивно-емкостное, так как электромагнитно связаны по всей длине пара протяженных, параллельных друг другу, узких отрезков (12) и (13), пара аналогичных отрезков (23) и (23), пара широких отрезков (11) и (14), а также аналогичная пара отрезков (22) и (22).

Пример выполнения СВЧ фильтра (Фиг. 1). В конструкции была использована подложка размерами 43.15×10.40 мм² с диэлектрической проницаемостью ε=9.8 (СВЧ материал - поликор). Относительная ширина полосы пропускания заявляемого фильтра (Фиг. 2), измеренная по уровню -3 дБ от уровня минимальных потерь на ее частотах L_min=-1.5 дБ, составляет Δƒ/ƒ₀ ~ 39.2%. Центральная частота полосы пропускания фильтра ƒ₀ ~ 1.94 ГГц. По сравнению с амплитудно-частотной характеристикой фильтра-прототипа на АЧХ заявляемого СВЧ фильтра наблюдается более сильное подавление мощности вблизи полосы пропускания: в низкочастотной полосе заграждения - не менее 105 дБ (у фильтра-прототипа - не менее 80 дБ), в высокочастотной - не менее 95 (у фильтра-прототипа - не менее 50 дБ).

Конструктивные параметры фильтра, а в частности размеры отрезков проводников, измеренные вдоль координатной оси x и оси у - (2): 2.48×1.00 мм², (3): 0.20×2.00 мм², (4): 0.10×2.75 мм², (5): 8.30×3.65 мм², (6): 0.30×0.35 мм², (7): 5.90×0.15 мм², (8): 0.20×0.40 мм², (9): 0.70×1.20 мм², (10): 0.60×3.55 мм², (11): 6.60×3.65 мм², (12): 0.25×4.45 мм², (13): 0.25×4.45 мм², (14): 6.85×3.65 мм², (15): 0.50×1.75 мм², (16): 0.40×3.00 мм², (17): 0.10×0.40 мм², (18): 5.50×0.15 мм², (19): 0.25×0.35 мм², (20): 0.50×1.55 мм², (21): 0.45×3.20 мм², (22): 6.75×3.65 мм², (23): 0.65×4.05 мм². Зазоры между отрезками (11) и (14) полосковых проводников -0.07 мм, между отрезками (22) и (22) - 0.06 мм. Верхняя металлическая крышка конструкции расположена на высоте 8 мм от поверхности подложки.

Таким образом, заявляемый СВЧ фильтр обладает более высокими частотно-селективными свойствами: на его амплитудно-частотной характеристике наблюдается существенное увеличение подавление мощности по обе стороны от полосы пропускания.

СВЧ фильтр, содержащий диэлектрическую подложку, на одну сторону которой нанесено заземляемое основание, а на вторую - нанесены электромагнитно связанные полосковые проводники, состоящие из смещенных относительно друг друга протяженных широких отрезков, заземленных на основание со стороны свободных концов, причем с противоположной стороны они соединены между собой посредством протяженных отрезков полосковых проводников, а с внутренней стороны - с отрезками протяженных узких полосковых проводников, отличающийся тем, что протяженные широкие отрезки четырех полосковых проводников заземлены на основание со стороны свободных концов через пару отрезков Г-образной формы, а с внутренней стороны - каждый из них, кроме крайних, соединен с одиночным протяженным узким отрезком полоскового проводника, которые расположены парами параллельно друг другу.

Изобретение относится к фильтрам. Многослойный широкополосный СВЧ фильтр, содержит первое и второе диэлектрические основания с расположенными на них микрополосковыми линиями, согласно изобретению, на первом и втором диэлектрических основаниях расположены первая и вторая прямые микрополосковые линии, причем первая микрополосковая линия подключена к входу СВЧ сигнала, а вторая к выходу СВЧ сигнала, между диэлектрическими основаниями расположен металлический экран с щелевым резонатором прямоугольной формы, металлический экран расположен в непосредственной близости к первому диэлектрическому основанию, микрополосковые линии пересекаются под прямым углом с проекцией щелевого резонатора и заканчиваются обрывом на расстоянии четверти длины волны на центральной частоте от места их пересечения; между металлическим экраном и вторым диэлектрическим основанием расположены частотно-избирательные звенья, количество которых может изменяться от 1 до N, где 1≤N≤3, каждое частотно-избирательное звено состоит из двух диэлектрических оснований, между которыми параллельно микрополосковым линиям расположен полосковый резонатор прямоугольной формы с обрывом на обоих концах, вплотную к второму диэлектрическому основанию частотно-избирательного звена расположен металлический экран, в котором прорезан щелевой резонатор прямоугольной формы, расположенный параллельно щелевому резонатору, расположенному в непосредственной близости к первому диэлектрическому основанию, при этом каждое частотно-избирательное звено имеет заданные амплитудно-частотные характеристики и реализовано в отдельном слое.

Рупорная антенна с эллиптическим поляризатором // 2778279

Изобретение относится к области радиотехники, а именно к средствам преобразования поляризации волн в волноводе, и может быть использовано в антенных системах в С, X, Ku, К, Ка диапазонах частот. Рупорная антенна с эллиптическим поляризатором содержит последовательно расположенные и соединенные согласующими переходами отрезок входного волновода, отрезок промежуточного волновода, имеющий поперечное сечение в форме эллипса, и отрезок выходного волновода, сопряженный с гофрированным рупором антенны, отрезки входного и выходного волноводов имеют форму усеченного конуса, сопряженного основанием, имеющим форму эллипса, с отрезком промежуточного волновода, а основанием, имеющим форму круга, с отрезками круглого волновода, расположенными на входе и выходе антенны, при этом с другой стороны входной круглый волновод сопряжен с крепежным фланцем, имеющим осевой канал прямоугольного сечения, а выходной круглый волновод сопряжен с эллиптическим рупорным облучателем антенны, имеющим форму усеченного конуса, причем длины отрезков круглых волноводов кратны длины волны в круглом волноводе, длины отрезков входного и выходного переходов кратны длины волны в данных переходах, длина промежуточного волновода кратна длине волны в эллиптическом волноводе, при этом на наружной поверхности рупора, выполненной в виде усеченного конуса, соосно продольной оси антенны размещены концентрически расположенные эллиптические гофры, имеющие одинаковую высоту, расстояние между которыми кратно длины волны.

Способ генерации и частотной модуляции высокочастотных сигналов и устройство его реализации // 2777750

Изобретения относятся к областям радиосвязи, радиолокации, радионавигации и радиоэлектронной борьбы и могут быть использованы для создания устройств генерации и частотной модуляции с увеличенным линейным участком частотной модуляционной характеристики при произвольных частотных характеристиках нагрузки.

Способ генерации и частотной модуляции высокочастотных сигналов и устройство его реализации // 2777749

Способ генерации и частотной модуляции высокочастотных сигналов и устройство его реализации // 2777748

Способ возбуждения стоячих спиновых волн в наноструктурированных эпитаксиальных плёнках феррит-граната с помощью фемтосекундных лазерных импульсов // 2777497

Изобретение относится к области спинтроники и сверхвысокочастотной техники и, в частности, к созданию оптически управляемых фильтров, модуляторов и маршрутизаторов СВЧ-излучения, логических элементов и преобразователей сигналов на основе эпитаксиальных пленок феррит-гранатов. Способ локального, ограниченного дифракционным пределом, возбуждения стоячих спиновых волн в наноструктурированной эпитаксиальной пленке из феррит-граната, полученной на подложке из гадолиний галлиевого граната, с помощью фемтосекундного импульсного когерентного лазерного линейно-поляризованного излучения включает следующие операции.

Способ измерения частоты сигнала генератора и устройство для его осуществления // 2777293

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться для измерений физических параметров газов радиоволновыми методами в широком интервале давлений. Технический результат: реализация назначения.

Самоуправляемый переключатель свч // 2776861

Изобретение относится к радиотехнике. Самоуправляемый переключатель СВЧ содержит три вывода - передача, прием, прием-передача.

Управляемый магнитным полем делитель мощности на спиновых волнах // 2776524

Изобретение относится к радиотехнике СВЧ, в частности к приборам на магнитостатических волнах и может быть использовано в качестве делителя мощности. Делитель мощности на спиновых волнах содержит размещённую на подложке из галлий-гадолиниевого граната Т-образную микроволноводную структуру на основе плёнки железо-иттриевого граната, имеющую основание и плечи.

Высокоселективный микрополосковый полосно-пропускающий фильтр // 2775868

Изобретение относятся к технике сверхвысоких частот и предназначено для частотной селекции сигналов. Высокоселективный микрополосковый полосно-пропускающий фильтр содержит диэлектрическую подложку, одна сторона которой металлизирована и выполняет функцию заземляемого основания, а на вторую нанесён прямолинейный полосковый проводник резонатора, частично расщеплённый с одного конца продольной щелью, причем относительная длина нерасщеплённого участка составляет от 16% до 65%, при этом внутри расщепленного участка располагается дополнительный полосковый проводник, соединенный одним концом с нерасщепленным участком резонатора.

Микрополосковый ферритовый вентиль свч // 2781045

Изобретение относится к радиотехнике. Микрополосковый ферритовый вентиль СВЧ содержит ферритовую подложку с металлическим слоем на обратной стороне, на ее лицевой стороне расположены три микрополосковые линии передачи - первая, вторая, третья, симметрично расположенные между собой, нагрузка из поглощающего материала, по меньшей мере один согласующий элемент, при этом одни концы первой, второй, третьей микрополосковых линий передачи имеют разветвления, которые соединены между собой в виде диска - диск разветвления заданного диаметра, другие их концы выведены по краю ферритовой подложки, другие концы первой и второй микрополосковых линий передачи являются входом и выходом вентиля СВЧ соответственно, другой конец третьей микрополосковой линии передачи соединен с нагрузкой из поглощающего материала с обеспечением функции распределенной нагрузки, магнитную систему для намагничивания ферритовой подложки. Магнитная система представляет собой подложку из технического железа, полностью покрытую слоем никеля толщиной 4,0÷12,0 мкм, соразмерную ферритовой подложке, и магнит четвертой группы намагниченности диаметром, соразмерным диаметру диска разветвления, высотой не менее 1,5 мм, при этом ферритовая подложка расположена обратной стороной на подложке из технического железа, магнит - на диске разветвления и соединены между собой соответственно. Технический результат изобретения - расширение рабочего диапазона частот. 2 ил., 1 табл.