Фильтр нижних частот Советский патент 1984 года по МПК H01P1/20 

Изобретение относится к технике сверхвысоких частот, в частности к частотно-избиратель1ным устройствам, и может быть использовано в технике связи, радиолокации, радионавигации и в телевидении. Известен фильтр нижних частот, реализованный на отрезках коаксиальных линий. Роль параллельных конденсаторов и последовательных индуктивностей выполняют короткие отрезки коаксиальных линий соответственно с низким и высоким волновыми сопротивлениями 1. Недостатками известного фильтра нижних частот являются большие габариты и провалы в полосе заграждения, обусловленные периодичностью характеристик элементов фильтра. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является фильтр нижних частот, содержащий входную и выходную подводящие линии и два реактивных элемента, выполненные в виде отрезков двухпроводной линии одинаковой длины, соединенных дополнительной двухпроводной линией, при этом начало первого проводника отрезка двухпроводной линии первого реактивного элемента и конец первого проводника отрезка, двухпроводной линии второго реактивного элемента подключены соответственно к первым проводникам входной и выходной подводящих линий. Концы проводников реактивных элементов замкнуты, а реактивные элементы включены последовательно 2. Недостатками известного фильтра нижних частот являются больщие габариты и небольшая полоса заграждения, что связано с малой крутизной амплитудно-частотной характеристики и с провалами в полосе заграждения, обусловленными схемой включения реактивных элементов. Кроме того, в известном фильтре нижних частот имеют место увеличенные потери в полосе пропускания, связанные с рассогласованием входных сопротивлений большого количества отрезков линий, включенных последовательно. Цель изобретения - уменьщение габаритов, расширение полосы заграждения, а также увеличение крутизну амплитудночастотной характеристики и уменьшение потерь в полосе пропускания. Поставленная цель достигается тем, что в .фильтре нижних частот, содержащем входную и выходную подводящие линии и два реактивных элемента, выполненные в виде отрезков двухпроводной линии одинаковой длины, соединенных дополнительной двухпроводной линией, при этом начало первого проводника отрезка двухпроводной линии первого реактивного элемента, и конец первого проводника отрезка двухпроводной линии второго реактивного элемента подключены соответственно к первым проводникам входной и выходной подводящих линий, конец первого проводника отрезка двухпроводной линии первого реактивного элемента соединен с началом первого проводника отрезка двухпроводной линии второго реактивного элемента посредством проводника дополнительной двухпроводной линии, а начало второго проводника отрезка двухпроводной линии первого реактивного элемента и конец второго проводника отрезка двухпроводной линии второго реактивного элемента связаны между собой посредством ,второго проводника дополнительной двухпроводной линии и подключены соответственно ко вторым проводника 1 входной и ВЫХОДНОЙ подводящих линий. кроме того, в фильтре нижних частот волновое сопротивление отрезков двухпроводной линии равно половине волнового сопротивления ZD входной и выходной подводящих линий, волновое сопротивление дополнительной двухпроводной линии равно 0,3Zo, а ее длина составляет 1,1 -1,2 длины каждого отрезка двухпроводной линии. На фиг. 1 схематически показан фильтр нижних частот; на фиг. 2 - конструкция фильтра на ферритовом сердечнике; на фиг. 3 - один из видов фильтра йижних частот в печатном исполнении; на фиг. 4 - другой вид фильтра нижних частот в печатном исполнении. Фильтры нижних частот, показанные на фиг. 1, 2, 3 и 4 содержат входную подводящую линию 1, выходную подводящую линию 2, первый реактивный элемент 3 и второй реактивный элемент 4, выполненные в виде отрезков двухпроводной линии одинаковой длины Е, соединенных дополнительной двухпроводной линией 5, при этом начало первого проводника 6 отрезка двухпроводной линии первого реактивного элемента 3 и конец первого проводника 7 отрезка двухпроводной линии второго реактивного элемента 4 подключены соответственно к первым проводникам 8 и 9 входной и выходной подводящих линий 1 и 2. Конец первого проводника б отрезка двухпроводной линии первого реактивного элемента 3 соединен с началом первого проводника 7 отрезка двухпроводной линии второго реактивного элемента 4 посредством первого проводника 10 дополнительной двухпроводной линии 5, а начало второго проводника 11 отрезка двухпроводной линии первого реактивного элемента 3 и конец второго проводника 12 отрезка двухпроводной линии второго реактивного элемента 4 связаны между собой посредством второго проводника 13 дополнительной двухпроводной линии 5 и подключены соответственно ко вторым проводникам 14 и 15 входной и выходной подводящих линий 1 и 2. в фильтре нижних частот (фиг. 1) волновое сопротивление отрезков двухпроводной линии первого и второго реактивного элементов 3 и 4 равно половине волнового

сопротивления Z« входной и выходной подводящих линий 1 и 2, волновое сопротивление дополнительной двухпроводной линии 5 равно 0,3Zo, а ее длина составляет 1,1 - 1,2 длины 1 каждого отрезка двухпроводной линии реактивных элементов 3 и 4. Фильтр нижних частот, показанный на фиг. 2, содержит ферритовый сердечник 16, а конЦы второго проводника 13 дополнительной двухпроводной линии 5 соединены вместе в точке 17, подключенной ко вторым проводникам 14 и 15 входной и выходной подводящих линий I и 2 с помощью перемычек минимальной длины (не показаны).

Фильтр нижних частот, показанный на фиг. 3 и 4, выполнен на диэлектрической подложке 18. Первый проводник 6 отрезка двухпроводной линии первого реактивного элемента 3, первый проводник 7 отрезка двухпроводной линии второго реактнвного элемента 4 и первый проводник 10 дополнительной двухпроводной линии 5 нанесены на одной стороне диэлектрической подложки 18. Второй проводник 11 отрезка двухпроводной линии первого реактивного элемента 3, второй проводник 12 отрезка двухпроводной линии второго реактивного эле-, мента 4 и второй проводник 13 дополнительной двухпроводной линии 5 нанесены на другой стороне подложки 18 и соединены перемычками минимальной длины, не показанной на фиг. 3.

Фильтр нижних частот работает следующим образом.

СВЧ-сигнал, поступающий по входной подводящей линии 1, проходит на выходную подводящую линию 2, если его частота находится в.диапазоне пропускания фильтра нижних частот, и отражается, если его частота выще диапазона пропускания фильтра нижних частот. За счет описанного соединения реактивных элементов 3 и 4 и дополнительной двухпроводной линии 5 достигается более высокий уровень заграждения и разреженный спектр полос пропускания, а следовательно, более широкая полоса заграждения, например, при полосе пропускания, находящейся в метровом диапазоне длин волн, заграждение обеспечивается от второй по двадцатую гармонии.

Наименьшее ослабление СВЧ-сигнала в полосе пропускания и высокая крутизна амплитудно-частотной характеристики достигаются при отмеченном соотношении волновых сопротивлений подводящих линий 1 и 2 и отрезков двухпроводных линий первого и второго реактивнь1х элементов 3 и 4, а также при отмеченном соотношении длин отрезков двухпроводных линий первого и второго реактивных элементов 3 и 4 и дополнительной двухпроводной линии 5.

Использование фильтра нижних частот позволяет в сравнении с прототипом увеличить полосу заграждения в 3-5 раз, уменьшить габариты не менее чем в 4 раза, увеличить крутизну амплитудно-частотной характеристики не менее чём в 1,4 раза.

1. ФИЛЬТР НИЖНИХ ЧАСТОТ, содержащий входную и выходную подводящие линии и два реактивных элемента, выполненные в виде отрезков двухпроводной линии одинаковой длины, соединенных дополнительной двухпроводной линией, при этом начало первого проводника отрезка двухпроводной линии первого реактивного элемента и конец первого проводника отрезка двухпроводной линии второго реактивного элемента подключены соответственно к первым проводникам входной и выходной подводящих линий, отличающийся тем, что, с целью уменьшения габаритов и расщирения полосы заграждения, конец первого проводника отрезка двухпроводной линии первого реактивного элемента соединен с началом первого проводника отрезка двухпроводной линии второго реактивного элемента посредством проводника дополнительной двухпроводной линии, а начало второго проводника отрезка двухпроводной линии первого реактивного элемента и конец второго проводника отрезка двухпроводной линии второго реактивного элел4ента связаны между собой посредством второго проводника дополнительной двухпроводной линии и подключены соответственно ко вторым проводникам входной и выходной подводящих линий. 2. Фильтр по п. 1, отличающийся тем, что, с целью увеличения крутизны амплитуд ff но-частотной характеристики и уменьшения потерь в полосе пропускания, волновое сопротивление отрезков двухпроводной линии равно половине волнового сопротивления Zo входной и выходной подводящих линий, волновое сопротивление дополнительной двухпроводной линии равно 0,3ZQ, а ее длина составляет 1,1 -1,2 длины каждого отрезка двухпроводной линии.

fO

//

/в

срие.З