Проходной режекторный фильтр

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

< >843040 (61) Дополнительное к авт. саид-ву 51 1М. Кл. (22) Заявлено 060879 (21) 2807252/18-09

HP 1/207 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР но делам изобретений н открытий

Опубликовано 30.0631 Бюллетень ЙЯ 24

Дата опубликования описания 300681 (53) УДК 621. 372 (088. 8) (72) Авторы изобретения

В. Д. Вобрышев, В. М. Дмитриев и Н. Н. Пренцлау

° фЮ

Физико-технический институт низких температур

AH Украинской CCP (71) Заявитель (54) ПРОХОДНОЙ РЕЖЕКТОРНЫЙ ФИЛЬТР

Изобретение относится к технике сверхвысоких частот и может исполь.зоваться в системах автоматической подстройки частоты.

Известен проходной режекторный фильтр, содержащий входной и выходной рупорные переходы от прямоугольного волновода к круглому, размещенные на одной оси и установленные с воэможностью осевого поворота относительно друг друга (1).

Однако такой фильтр не имеет достаточной крутизны амплитудно-частотной и фазочастотной характеристик.

Цель изобретения — повышение крутизны амплитудно-частотной и фазочастотной характеристик.

Поставленная цель достигается тем, что в проходном режекторном фильтре, содержащем входной и выходной рупорные переходы от Прямоугольного .волновода к круглому, размещенные на одной оси и установленные с возможностью осевого поворота относительно друг друга, между круглыми торцами рупорных переходов соосно включен дополнительный отрезок круглого волновода с размещенным в нем зондом, установленный с вазможностью продольного перемещения и осевого поворота относительно входного рупорного перехода, а зонд расположен перпендикулярно оси дополнительного отрезка круглого волновода и лежит в плоскости, перпендикулярной широким стенкам выходного рупорного перехода.

На фиг. 1 приведена конструкция режекторного фильтрами на фиг. 2 частотная зависимость коэффициента прохождения по мощности в логарифмическом масшатабе; на фиг. 3 ; фазочастотная характеристика проходного режекторного фильтра.

Проходной режекторный фильтр co l5 держит входной и выходной рупорные переходы 1 и 2 от прямоугольного волновода к круглому, размещенные на одной оси и установленные с возможностью осевого поворота относи20 тельно друг друга, между круглыми торцами рупорных переходов 1 и 2 соосно включен дополнительный отрезок

3 круглого волновода с размещенным в нем зондом 4, который установлен с возможностью продольного перемещения и осевого поворота относительно входного рупорного перехода 1, а зонд 4 расположен перпендикулярно оси дополнительного отрезка 3 круг36 лого волновода и лежит в плоскости, 843040 перпендикулярной широким стенкам выходного рупорного перехода 2.

Входной и выходной рупорные переходы 1 и 2 оканчиваются фланцами

5 и б соответственно. Шпоночное соединение 7 позволяет осуществить перемещение выходного рупорного пере5 ,хода 2 вдоль продольной оси дополнительного отрезка 3 круглого волновода и препятствует его вращению вокруг продольной оси. Входной рупорный переход 1 соединен с механизмом 8,10 обеспечивающим его вращение вокруг продольной оси фильтра. Механизм 8 соединен шпоночным соединением 9 с основанием 10, которое жестко соединено с выходным рупорным переходом 15

2. При жестком закреплении механизма 8 в шпоночном соединении 9 шпоночное соединение 7 позволяет осуществить перемещение зонда 4 относительно рупорных переходов 1 и 2 при сохранении неизменным расстояния между ними. При фиксации шпоночного соединения 7 шпоночное соединение 9 позволит осуществить перемещение рупорного перехода 2 и зонда 4 относительно рупорного перехода 1.

Фильтр работает следующим образом.

В рабочем состояниии рупорные переходы 1 и 2 развернуты вокруг их продольной оси на некоторый угол

Ч=О-7о. Так как шпоночное соединение 7 не позволяет вращаться Рупорному переходу 2 вокруг общей с отрезком 3 круглого волновода оси, то зонд 4 всегда находится в плоскости, 35 перпендикулярной широкой стенке рупорного перехода 2 и проходящей через общую продольную ось фильтра.

Это значит, что такой зонд составляет с плоскостью, перпендикулярной 4О широкой стенке рупорного перехода 1 и проходящей через продольную ось отрезка 3, угол ч" .

Рабочая волна Но в рупорном переходе 1 преобразуется в Н„„ (сим- 45 вол и соответствует волнам прямоугольного, o — круглого волноводов, а знак 1 соответствует волне, плоскость поляризации которой перпендикулярна плоскости поляризации рабо- 5Q чей волны) .

В случае 9 =0 зонд 4 располагается в плоскости симметрии волны Н

I поэтому он не приводит к заметному преобразованию этой волны в поля55 ризфионно вырожденную Н„„ . В этом случае волна Н«, вновь преобразоо вавшись в рупорном переходе 2 в волну Н, практически без отражения

11 уходит через фланц 5 в соединенные с фильтром выходные СВЧ цепи. 60

В случае И волна Но на зонде 4 частично преобразуется в поляризационно вырожденную волну Н . Поскольку плоскость поляризации для волн Н и Н зонд 4 не изменяет, 65 о о . то в рупорном переходе 2 обе волны

04. о преобразуются в волны Н„„ и Н„„ соответственно. Плоскость поляризации таких волн по отношению к прямоугольному сечению перехода 1 оказывается сдвинутой на угол Чо . Это сопровождается дополнительным взаимным преобразованием указанных ,поляризационно вырожденных волн, но уже в силу асимметрии поперечного сечения рупорного перехода 2 относительно плоскостей поляризации волн

Н- и и Н,, Таким образом, в резульо о1 тате преобразования волн как на сосредоточенной неоднородности (зонд 4) так и на распределенной (асимметрия поперечного сечения) суммарный коэффициент преобразования может в общем случае быть как больше, так и меньше коэффициента преобразования при отсутствии зонда 4, Максимальным коэффициент преобразования будет при синфазном сложении волн, преобразованнных на указанных неоднородностях. Это обеспечивается взаимным перемещением рупорных переходов 1 и 2 относительно зонда 4. о

Указанная суперпозиция Н., преобразуясь на выходе рупорного перехода 2 в Н о, уходит за пределы резои нансной полости фильтра. В отличие от Н. волна Н „.,, преобразуясь в о ол о . о

Н<О,о (т. е. в НО„ ), не может распространяться по прямоугольному волноводу. Это связано с тем, что рабочая длина волны выбирается большей, чем критический размер волновода о для волны Но„, равной удвоенной высоте прямоугольного волновода.

Таким образом, прямоугольный волновод для волны Но„ ÿâëÿåòñÿ предельным. Поэтому в рупорном переходе 2 волна Н „ отразится от некоторого критического сечения. Двигаясь после отражения в сторону рупорного перехода 1, волна Но„ вновь преобразуется в Н „ . Эта обратная волна не ол взаимодействует с зондом 4, поскольку он находится в минимуме ее электрического поля. В рупорном переходе

1 волна Н „„ преобразуется в Н„„ ол. 0 (и в Н„„ ), приобретая при этом первоначальную поляризацию. Поэтому в рупорном переходе 1 волна Нф вновь преобразуется в НЯ,которая уйдет в сторону фланца 5,й в волну НД,но с нормальной для прямоугольного сечения рупорного перехода 1 поляризацией.

Дальнейшее преобразование Н " в.волну и

11

Но„ приведет к отражению от критического сечения рупорного перехода 1 и последующему преобразованию в Н,Тао1

41 е ким образом, полость, ограниченная с торцом критическими сечениями переходов 1 и 2 и отрезком 3 круглого волйовода, является своеобразным резонатором для волны Нц„ -Н „ поэтому энергия и этой волны в таком резонаторе будет накапливаться, Далее волна Н,",в свою

843040 очередь, взаимодействует.с зондом 4, частично преобразуясь в Но . Волна

Но ., как уже указывалось, не выходит за пределы резонатора, а волна 11„„ о а преобразуется в Н„„ - Н„о и, приобретая при этом дополнительное приращение за счет последующего преобразования на асимметрии поперечного

I сечения, на резонансной частоте уходит в прямоугольное сечение рупорного перехода 2 в противофазе с волной, прошедшей резонансную полость (дополнительный отрезок 3 круглого волновода) беэ преобразования. Таким образом,в приведенной конструкции фильтра имеется необходимая для повышения крутизны АЧХ и ФЧХ независимость, т.е. неодинаковость преобразования волн при движении их в прямом и обратном направлении. Это связано с тем, что при движении в пряМоМ направлении волна вэаимодейству- 20 ет с зондом 4 и с рупорным переходом 2, а при движении в обратном направлении — только с рупорным переходом 1. В результате векторного сложения указанных волн в области прямоугольного сечения рупорного перехода 2 образуются приведенные на фиг. 2 и .3 характеристики.

Степень подавления сигнала на резонансной частоте пропорциональна разности коэффициентов преобразования указанных волн в прямом и обратном направлениях и плавно регулируется изменением угла ч и глубины погружения зонда 4 и его положения . относительно рупорных переходов 1 и 2. Последнее достигается движением отрезка 3 волновода вдоль общей оси фильтра. Синхронным движением рупорных переходов 1 и 2 относительно, зонда 4 достигается изменение частоты режекции фильтра.

Формула изобретения

Проходной режекторный фильтр, содержащий входной и выходной рупсрные переходы от прямоугольного волновода к круглому, размещенные на,одной оси и установленные с возможностью осевого поворота относительно друг друга, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения крутизны амплитудно- частотной и фазочастотной характеристик, между круглыми торцами рупорных пере- ходов соосно включен дополнительный отрезок круглого волновода с размещенным в нем зондом, установленный с воэможностью продольного перемещения и осевого поворота относительно входного рупорного перехода,. а зонд расположен перпендикулярно оси дополнительного отрезка круглого вол.— новода и лежит в плоскости, перпендикулярной широким стенкам выходного рупорного перехода. ,Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Бобрышев В.Д. и др. Резонансное СВЧ устройство с перестраиваемой в широких пределах амплитудночастотной характеристикой. — Приборы и техника эксперимента, 19б7, 9 5, с . 140.

843040 (к/ц) Тираж 634 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 5141/72 филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель A. Кузнецов

Редактор A. Лежнина Техред A.Бабинец Корректор Н. Бабинец