Сверхвысокочастотный фильтр Советский патент 1992 года по МПК H01P1/218 

Изобретение относится к радиотехнике сверхвысоких частот и может быть использовано в системах обработки сверхвысокочастотного сигнала.

Известен сверхвысокочастотный фильтр, содержащий помещенную в .постоянное магнитное поле ферритовую пластину, на которой расположены входной и выходные преобразователи электромагнитного сигнала в поверхностные магнитостатические волны, выполненные в виде периодических структур, и общая проводящая шина.

Недостатками этого фильтра являются значительные потери электромагнитного сигнала и сложность регулирования полосы пропускания,

Целью изобретения является уменьшение потерь электромагнитного сиг310нала и упрощение регулировки полосы пропускания. Поставленная цель достигается тем что входной преобразователь выполнен в форме меандра, секции которого параллельно изогнуты относительно его входного конца, при этом длина каждой последующей секции больше длины предыдуще..й, вь1ходные преобразователи выполнены в форме меандров с периодом, равным периоду меандра вход ного преобразователя, расположены по радиальным направлениям относительно входного конца входного преобразователя и электромагнитно связаны с общей проводящей шиной, а ферритоЕзая пластина установлена с возможностью углового перемещения относительно направления постоянного магнитного поля. Кроме того, выходные концы выходных преобразоа 1телей могут быть расположены на различных расстояниях от общей проводящей шины, а сами выходные преобразователи могут быть выполнены различной длины, На фиг,1 и фиг„2 изображены два варианта сверхвысокочастотного фильт ра, Он содержит ферритовую пластину или пленку 1, на которой расположены входной 2 и выходные 3 преобразовате ли электромагнитного сигнала в поверхностные магнитостатические волны выполненные в виде периодических структур, и общая проводящая шина « Входной преобразователь 2 вь1полнен в форме меандра, секции 5 которого парсшлельно изогнуты относительно его входного .конца - места подсоединения микрополосковой линии с центральным проводником 6, при этом длина каждой последующей секции 5 больше длины предыдущей. Выходные 3 преобразовате выполнены в форме меандров с периодом, равным периоду меандра входного 2 преобразователя, и расположены по радиальным направлениям относительно входного конца входного 2 преобразователя и электромагнитно связаны с общей проводящей шиной , соединенно микрополосковой линией с центральным проводником 7. Ферритовая пластина или пленка 1 установлена с возможностью углового перемещения относительно направления постоянного магнитного поля Нд, которое на фиг, 1 и фиг.2 показано стрелкой В варианте сверхвысокочастотного фильтра, изображенного на фиг,1, секции 5 6 входного 2 преобразователя и шина выполнены в виде соосных дуг окружностей, а выходные преобразователи 3 расположены на различных расстояниях от общей проводящей шины . В варианте сверхвысокочастотного фильтра, изображенном на фиг, 2, ферритовая пластина заменена на ферритовую пленку 1, которая нанесена на подложку 8, секции 5 входного 2 преобразователя и общая шина выполнены в виде соосных частей правильных многоугольников, а выходные 3 преобразователи выполнены с различной длиной и присоединены к общей проводящей шине . Сверхвысокочастотный фильтр может использоваться как фильтр с заданной амплитудно-частотной характе-г ристикой или как фильтр с регулируемой полосой пропускания. В первом случае он работает следующим образом. Постоянное магнитное поле HQ фиксируется по величине и направляется перпендикулярно центральным проводникам 6 и 7 микрополосковых линий. На входной 2 преобразователь подается сверхвысокочастотный сигнал, содержащий набор частот от СО, до СО . Входной 2 преобразователь возбуждает в ферритовой пластине или пленке 1 поверхностные магнитостатические волны с волновым вектором К, заданным периодом входного 2 преобразователя и с частотами от Oi, до Сх) , Поверхностная магнитостатическая волна с каждой из частот СО; ( ,) будет распространяться в ферритовой пластине или пленке 1 под своим углом распространения 0J относительно направленная постоянного магнитного поля HQ, поскольку дисперсионное соотношение для поверхностной магнитостатической волны связывает следующие четыре величины: ее частоту С)| , волновой вектор К-, величину постоянного магнитного поля HQ и угол распространения 0;. . Величины К- и заданы, что дает однозначную связь между Q; и 0;, Поэтому если под углом 9; окажется выходной 3 преобразователь, то он примет поверхностную магнитостатическую волну с частотой СО; и преобразует ее в электромагнитный сигнал с частотой W; , который через некоторое волновое сопротивление G); попадает на общую проводящую шину i, Волновое сопротив.пение СО; создается для варианта сверхвысокочастотного фильтра,изображенного на фиг.1, емкостным зазором между соответствующим выходным преобразователем и общей шиной , а для варианта сверхвысокочастотног фильтра, изображенного на фиг,2, различным волновым сопротивлением выходных 3 преобразователей. Сверхвысокочастотный фильтр имеет любую наперед заданную амплитудно-частотную характеристику, т.е. выполняет операции отвода, взвешивания и суммирования сигналов. Отвод сигналов осуществляется тем, что поверхностная магнитостатическая волна с частотой СО; придет на свой выходной 3 преобразователь и сигнал, возбуждаемый им, будет задержан на свое время задержки, которое определяет ся частотой сигнала со; и длиной пу ти его распространения. Взвешивание сигнала частоты ОЭ; осуществляется тем, что его амплитуда на общей проводящей шине j зависит от величи .ны волнового сопротивления СО; меж соответствующим выходным 3 преобразователем и общей проводящей шиной Суммирование сигналов осуществляетс общей проводящей шиной . Сверхвысокочастотный фильтр как фильтр с регулируемой полосой пропускания работает следующим образом Электромагнитный сигнал.с частотой. СО подается на входной 2 преобразователь, который возбуждает в фе ритовой пластине или пленке 1 повер ностную магнитостатическую волну частотой ( и с заданным волновым вектором К. Величину постоянного ма 1

cpue.i нитного ПОЛЯ Нд подбирают так, чтобы указанная волна распространялась перпендикулярно направлению постоянного магнитного поля И, Изменяя угол СР между направлением постоянного магнитного поля HQ и центральным проводником 6 микрополосковой линии, направляют поверхностную магнитостатическую волну к какому-либо из выходных 3 преобразователей. Поскольку различны или волновые сопротивления, соединяющие выходные 3 преобразователи с общей проводящей шиной k (фиг. 1), или сами выходные 3 преобразователи (фиг.О , то полоса пропускания сверхвысокочастотного фильтра меняется. Для работы в качестве сверхвысокочастотного фильтра с заданной амплитудно-частотной характеристикой предпочтительнее конструкция, изображенная на фиг.1, а для работы в качестве фильтра с регулируемой полосой пропускания - конструкция, изображенная на фиг.2. Сверхвысокочастотный фильтр позволяет уменьшить потери электромагнитного сигнала на 10-15 дБ (в зависимости от материалов ферритовой пластины, входного и выходных преобразователей) за счет создания индивидуального канала распространения для каждой поверхностной магнитостатической волны. Сверхвысоко частотный фильтр позволяет просто изменять полосу пропускания более чем в 10 раз, при этом в отличие от прототипа не требуется изменения конфигурации выходного преобразователя , х 7 ,1/// огиу / / 9/ / / У ПП1/ / / /

Q S

//..r. . -,

фие.2

1. СВЕРХВЫСОКОЧАСТОТНЫЙ ФИЛЬТР, содержащий помещенную в постоянное магнитное поле ферритовую пластину, на которой расположены входной и выходные преобразователи электромагнитного сигнала в поверхностные магнитостатические волны, выполненные в виде периодических структур, и общая проводящая шина, отличающийся тем, что, с целью уменьшения потерь электромагнитного сигнала и упрощения регулирования полосы пропускания, входной преобразователь выполнен в форме меандра, секции которого параллельно изогнуты относительно его входного конца, при этом длина каждой последующей секции больше длины предыдущей, выходные преобразователи выполнены вформе меандров с периодом, равным периоду меандра входного преобразователя, расположены по радиальным направлениям относительно входного конца входного преобразователя и электромагнитно связаны с общей проводящей шиной, а ферритовая пластина установлена с возможностью углового перемещения относительно а 9 направления постоянного магнитного (Л поля. 2.ФИЛЬТР поп.1,отличающ и и с я тем, что выходные концы выходных преобразователем расположены на различных расстояниях от общей проводящей шины. 3.Фильтр поп,1,отличающ и и с я тем, что выходные преобразователи выполнены различной длины. ел ю