МИКРОПОЛОСКОВЫЙ ПОЛОСНО-ПРОПУСКАЮЩИЙ ФИЛЬТР Российский патент 1994 года по МПК H01P1/203 

Изобретение относится к технике СВЧ.

Известен микрополосковый полюсно-пропускающий фильтр, содержащий полуволновые отрезки микрополосковых линий, разомкнутые на обоих концах и расположенные параллельно друг другу со сдвигом на половину их длины [1]. Недостатками этого фильтра являются низкие потери запирания и низкая избирательность.

Наиболее близким аналогом является микрополосковый полосно-пропускающий фильтр, содержащий пары полуволновых ступенчатых резонаторов [2]. Микрополосковые резонаторы каждой пары электромагнитно связаны между собой по всей длине. Каждая пара резонаторов двумя несмежными крайними участками обоих резонаторов электромагнитно связана со смежными парами или с внешним трактом. Коэффициент связи резонаторов такой пары обращается в нуль на частоте F_p, расположенной между частотами первого и второго резонанса микрополосковых резонаторов. Это приводит к тому, что на амплитудно-частотной характеристике фильтра на частоте F_p образуется полюс затухания. Частотою полюса затухания F_p управляют изменением величины зазоров между крайними и между средними ступенями резонаторов пары, что позволяет достигнуть высокой избирательности фильтра на высокочастотном краю полосы пропускания.

Недостатками фильтра являются низкие потери запирания фильтра в его низкочастотной полосе задерживания и низкая избирательность на низкочастотном краю полосы пропускания. Они связаны с отсутствием полюса затухания ниже частоты первого резонанса резонаторов.

Целью изобретения является повышение потерь запирания фильтра в его низкочастотной полосе задерживания, а также повышение избирательности на низкочастотном краю полосы пропускания фильтра.

Поставленная цель достигается тем, что в микрополосковом полосно-пропускающем фильтре, содержащем диэлектрическую подложку, на одной стороне которой размещено заземляющее основание, а на другой стороне - полуволновые проводники, электромагнитно связанные между собой, а первый и последний подключены к внешнему тракту, одни из полуволновых проводников выполнены ступенчатыми и попарно связаны между собой по всей длине и крайними ступенями - с соседними полуволновыми проводниками, полуволновые ступенчатые проводники по крайней мере одной пары полуволновых ступенчатых проводников, связанных по всей длине, связаны соответственно с соседними полуволновыми проводниками или внешним трактом смежными ступенями.

Кроме того, полуволновые ступенчатые проводники по крайней мере одной указанной пары полуволновых ступенчатых проводников, связанных по всей длине, имеют зазор между крайними ступенями, связанными только между собой, меньше чем зазор между их крайними ступенями.

На чертеже изображены полуволновые проводники микрополоскового полосно-пропускающего фильтра.

Микрополосковый полосно-пропускающий фильтр содержит диэлектрическую подложку, на одной стороне которой размещено заземляющее основание, а на другой размещены полуволновые ступенчатые проводники 1-6, расположенные попарно. Проводники 1 расположены напротив проводника 2, проводник 3 - напротив проводника 4, проводник 5 - напротив проводника 6. Зазоры между проводниками 1 и 2, 3 и 4, 5 и 6 не постоянны по их длине. Они меньше для крайних ступеней проводников и больше для средних.

Пара проводников 3 и 4 смещена относительно пары проводников 1 и 2 так, что проводники 2 и 3 взаимодействуют электромагнитно только крайними ступенями. Пара проводников 5 и 6 смещена относительно пары проводников 3 и 4 так, что проводники 4 и 5 взаимодействуют электромагнитно также только крайними ступенями. Причем крайняя ступень проводника 4, взаимодействующая с проводником 5, расположена напротив крайней ступени проводника 3, взаимодействующей с проводником 2.

Выполненный таким образом фильтр подключается к внешнему тракту двумя точками, одна из которых расположена на крайней ступени проводника 1, ближней к проводнику 3, а другая - на крайней ступени проводника 6, дальней от проводника 4.

Кроме того, зазор между крайними ступенями проводника 1 и 2, не связанными с другими проводниками или внешним трактом, меньше зазоров между остальными ступенями. Аналогично зазор между крайними ступенями проводников 3 и 4, не связанными с другими проводниками, меньше зазоров между остальными ступенями.

Такой фильтр имеет две пары ступенчатых проводников, каждая из которых двумя смежными крайними ступенями обоих проводников электромагнитно связана со смежными проводниками или подключена к внешнему тракту. Первая такая пара образована проводниками 1 и 2, а вторая пара - проводниками 3 и 4. Что касается третьей пары проводников 5 и 6, то она связана со смежным проводником 4 и внешним трактом двумя несмежными крайними ступенями обоих своих проводников.

Микрополосковый полосно-пропускающий фильтр работает следующим образом.

СВЧ-сигнал в полосе пропускания последовательно проходит через полуволновые ступенчатые резонаторы 1-6, а в полосе заграждения отражается от первого из них. Наличие в фильтре двух пар ступенчатых резонаторов, каждая из которых связана смежными крайними ступенями с другими резонаторами или подключена к внешнему тракту, обеспечивает два полюса затухания на низкочастотном краю амплитудно-частотной характеристики, в результате чего повышаются потери заграждения в низкочастотной полосе задерживания. Положение каждого полюса может регулироваться величиной зазора между крайними ступенями и величиной зазора между средними ступенями резонаторов соответствующей ему пары. Максимально близко полюс затухания приближается к низкочастотному краю полосы пропускания, когда зазор между крайними ступенями резонаторов в паре, не связанными с другими резонаторами или внешним трактом, меньше зазоров между остальными ступенями. Благодаря этому повышается избирательность на низкочастотном краю полосы пропускания.

Наличие третьей пары ступенчатых резонаторов 5 и 6, которая одной крайней ступенью резонатора 5 электромагнитно связана с резонатором, а несмежной ей крайней ступенью резонатора 6 подключена к внешнему тракту, обеспечивает, как и в прототипе, полюс затухания на высокочастотном краю амплитудно-частотной характеристики, поддерживая тем самым высокую избирательность на высокочастотном краю полосы пропускания.

Использование: техника СВЧ. Сущность изобретения: фильтр содержит диэлектрическую подложку, на одной стороне которой размещено заземляющее основание, а на другой - полуволновые ступенчатые проводники, электромагнитно связанные между собой, одни из которых попарно связаны между собой по всей длине, а с соседними полуволновыми ступенчатыми проводниками или внешним трактом - одноименными крайними ступенями. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. МИКРОПОЛОСКОВЫЙ ПОЛОСНО-ПРОПУСКАЮЩИЙ ФИЛЬТР, содержащий диэлектрическую подложку, на одной стороне которой размещено заземляющее основание, а на другой стороне расположены полуволновые проводники, электромагнитно связанные между собой, а первый и последний подключены к внешнему тракту, при этом один из полуволновых проводников выполнены ступенчатыми и попарно связаны между собой по всей длине и крайними ступенями - с соседними полуволновыми проводниками, отличающийся тем, что, с целью повышения потерь запирания в низкочастотной полосе задерживания, полуволновые ступенчатые проводники по крайней мере одной пары полуволновых ступенчатых проводников, связанных по всей длине, связаны соответственно с соседними полуволновыми проводниками или внешним трактом смежными ступенями. 2. Фильтр по п. 1, отличающийся тем, что, с целью повышения избирательности на низкочастотном краю полосы пропускания, полуволновые ступенчатые проводники по крайней мере одной упомянутой пары полуволновых ступенчатых проводников, связанных по всей длине, имеют зазор между крайними ступенями, связанными только между собой, меньше, чем зазор между их другими крайними ступенями.