ЧАСТОТНО-РАЗДЕЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 2005 года по МПК H01P1/213 H01P11/00 H05K7/06 

Изобретение относится к радиоэлектронике, а именно к частотно-избирательным устройствам для обеспечения электромагнитной совместимости комплексов средств радиосвязи, может быть использовано также в измерительной технике и других областях радиоэлектронной техники.

Частотно-разделительное устройство предназначено для обеспечения одновременной работы приемопередатчиков, подключенных к одной антенне.

Известен СВЧ диплексер (Заявка РФ №2001120085/09), содержащий два фильтра на встречных стержнях, расположенные в едином корпусе и имеющие один общий вход, причем общий вход представляет собой коаксиальный разъем, выходы фильтров выполнены также коаксиальными, при этом каждый резонатор фильтра выполнен с возможностью настройки на заданную частоту посредством настроечного винта, который стопорится гайкой, а для компенсации реактивной составляющей входной проводимости использована проводящая цепь в виде отрезка полосковой линии, соединяющей входы указанных полосовых фильтров.

Поскольку полосовые фильтры СВЧ диплексера расположены в общем корпусе, обеспечить развязку с достаточно большим подавлением в этой схеме невозможно. Кроме этого, потери полезного сигнала в известном устройстве будут зависеть от размеров резонаторов и качества обработки их поверхности. Известно также, что объемные резонаторы обладают рядом недостатков, таких как большие габаритные размеры и, соответственно, большая масса, невысокая температурная стабильность, для повышения которой требуется применение дефицитных материалов с малым значением ТКЛР либо необходима подстройка частоты в процессе эксплуатации, низкая устойчивость (из-за консольной подвески центрального проводника) к механическим воздействиям, что ведет к "уходу" частоты настройки, значительная материалоемкость, высокая стоимость (из-за дорогих материалов и гальванических покрытий с высокой проводимостью).

Предлагаемым изобретением решается задача обеспечения максимально возможной развязки нескольких радиосредств, работающих на одну антенну при минимальных потерях полезного сигнала, снижения массогабаритных показателей, уменьшения стоимости и материалоемкости устройства.

Указанный технический результат достигается тем, что в частотно-разделительном устройстве, содержащем полосовые фильтры с элементами компенсации реактивной составляющей входной проводимости с одним общим коаксиальным входом и коаксиальными выходами, каждый полосовой фильтр заключен в металлический корпус, внутри которого содержится печатная плата, выполненная на фольгированном армированном фторопласте, на которой смонтированы твердотельные короткозамкнутые шлейфы на керамических подложках с подключенными к ним параллельно подстроенными конденсаторами, соединенные длинными линями двух типов, а именно низкоомными на отрезках коаксиальных линий и высокоомными на основе спиралей с распределенными относительно корпуса параметрами, причем все полосовые фильтры жестко закреплены на общей платформе, а углы между двумя соседними фильтрами равны.

Признаки, отличающие предлагаемое частотно-разделительное устройство от наиболее близкого к нему СВЧ диплексера, (Заявка РФ №2001120085/09) - наличие в полосовых фильтрах твердотельных короткозамкнутых шлейфов, выполненных на высокодобротной керамике, позволяющих существенно увеличить подавление сигналов соседних каналов, а также наличие на входах фильтров элементов схемы, осуществляющих не только компенсацию реактивной составляющей входной проводимости, но и трансформацию входных сопротивлений, для обеспечения требуемого КСВ по каждому каналу.

На фиг.1 приведен общий вид одного из вариантов реализации частотно-разделительного устройства, предназначенного для мультиплексирования трех приемно-передающих устройств, а на фиг.2 представлены амплитудно-частотные характеристики устройства.

Конструктивно полосовые фильтры выполнены в пыле- и влагозащищенных прямоугольных корпусах 1, которые расположены по отношению друг к другу под углом 120° и жестко соединены с помощью винтов и пайки с общей платформой 2. Внутри каждого прямоугольного корпуса находится печатная плата 3, выполненная на фольгированном армированном фторопласте, на которой смонтированы твердотельные короткозамкнутые шлейфы на керамических подложках 4, соединенные между собой отрезками длинных линий 5, а также цепи компенсации и трансформации входных импедансов фильтров 6. Подстроенные конденсаторы 9 типа КТ4-25 закреплены на печатной плате.

Общий вход 7 и выходы полосовых фильтров 8 выполнены на коаксиальных разъемах.

В основу построения устройства, показанного на фиг.1, положен восьмиполюсник, образованный тремя полосовыми фильтрами. Выходы фильтров раздельны, а Т-образные входы объединены в общий, к которому подключаена антенна.

При таком подключении трансформация входного сопротивления антенны к выходам 1, 2, 3 устройства определяет согласование в полосе пропускания с заданным КСВ (не хуже 1,25 по каждому каналу при Ra=50 Ом).

Устройство рассчитано на одновременную работу в дуплексном режиме трех приемопередатчиков с номинальной мощностью до 70 Вт.

Частотно-разделительное устройство предназначено для обеспечения одновременной работы в дуплексном режиме трех приемопередатчиков, подключенных к одной антенне. Техническим результатом является обеспечение максимально возможной развязки приемопередатчиков (величина подавления сигнала соседних каналов не менее 60 дБ) при минимальных потерях полезного сигнала (не более 1,5 дБ) и согласования в полосе пропускания каждого канала с КСВ не хуже 1,25 при номинальном сопротивлении антенны Ra=50 Ом. Каждый полосовой фильтр заключен в металлический корпус, внутри которого содержится печатная плата, выполненная на фольгированном армированном фторопласте, на которой смонтированы твердотельные короткозамкнутые шлейфы на подложках из высокодобротной керамики с относительной диэлектрической проницаемостью ε=40, соединенных длинными линями двух типов, а именно низкоомными на отрезках коаксиальных линий и высокоомными на основе спиралей с распределенными относительно корпуса параметрами. Все полосовые фильтры жестко закреплены на общей платформе, при этом углы между каждыми двумя соседними фильтрами равны. 2 ил.

Частотно-разделительное устройство, содержащее полосовые фильтры с элементами компенсации реактивной составляющей входной проводимости с одним общим коаксиальным входом и коаксиальными выходами, отличающееся тем, что каждый полосовой фильтр заключен в металлический корпус, внутри которого содержится печатная плата, выполненная на фольгированном армированном фторопласте, на которой смонтированы твердотельные короткозамкнутые шлейфы на керамических подложках с подключенными к ним параллельно подстроечными конденсаторами, соединенные между собой и входом соответствующего полосового фильтра длинными линями двух типов, а именно низкоомными на отрезках коаксиальных линий и высокоомными на основе спиралей с распределенными относительно корпуса параметрами, причем все полосовые фильтры жестко закреплены на общей платформе, а углы между каждыми двумя соседними фильтрами равны.