СВЧ-полосовой фильтр Советский патент 1984 года по МПК H01P1/203 

4

SN

С

f(

V

/ S/

г 2

I/

со оо о со

Jf

(puS.i

Изобретение относится к радиотехнике, и может быть использовано в системах СВЧ с частотной селекцией сигнала.

Известен СВЧ полосовой фильтр, содержащий палосковые разомкнутые резонаторы, связанные между собой за счет краевых полей между боковыми поверхностями 1. Однако такой фильтр имеет паразитные полосы прозрачности на частотах, кратных средней частоте полосы пропускания f и сравнительно большие габариты.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является СВЧ полосовой , содержащий полосковые резонаторы в виде основных разомкнутых Uобразных проводников, связанные между собой, а крайние из которых связаны соответственно с входной и выходной линиями 2. Недостаток данного СВЧ полосового фильтра заключается в наличии близко расположенной к основной полосе второй (паразитной) полосы прозрачности на частоте ., а также сравнительно большие габариты, хотя за счет U-образной формы проводников они несколько уменьшаются.

Цель изобретения - увеличение центральной частоты второй полосы прозрачности и уменьшение габаритов.

Для этого в СВЧ полосовом фильтре, содержащем полосковые резонаторы в виде основных разомкнутых U-образных проводНИКОВ, связанные между собой, а крайние из которых связаны соответственно с входной и выходной линиями, в каждый полосковый резонатор введены дополнительные U-образные проводники, связанные между собой и с основным разомкнутыми U-образным проводником и включенные встречно, при этом к концам входной и выходной линий подключены разомкнутые шлейфы, длина I которых равна Е Л/8, где Л - длина волны на средней частоте рабочей полосы пропускания.

На фиг. 1 приведен один из вариантов конструкции СВЧ полосового фильтра; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. - 3 структурная схема, фильтра.

СВЧ полосовой фильтр содержит связанные полосковые резонаторы в виде, основных разомкнутых U-образных проводников 1 и дополнительных разомкнутых U-образных проводников 2, включенных встреЧно, расположенных параллельно и отделенных друг от друга диэлектриком 3 с обеспечением их связи.

Крайние основные разомкнутые U-образные проводники 1 связаны с входной и выходной линиями 4 и 5 соответственно. К концам входной и выходной линий 4 и 5 подключены разомкнутые шлейфы 6, длина В которых составляет Л /8.

Основные разомкнутыеU-образные

проводники 1, входная и выходная линии 4 и 5, а также и разомкнутые шлейфы 6 выполнены на диэлектрической подложке 7, размещенной в корпусе 8.

СВЧ полосовой фильтр работает следующим образом.

При поступлении СВЧ мощности на входную линию 4 создается режим бегущей волны.

Результаты проведенных экспериментальных исследований позволяют рассматривать основные и дополнительные разомкнутые U-образные проводники 1 и 2 полосковых резонаторов как одну из модификаций системы связанных резонансных звеньев с включенным в цепь крайним (основным) звеном.

Подобно планарной системе резонаторов на основе двухпроводных линий данная система имеет ряд резонансов, расположение которых по оси частот зависит от общего числа звеньев (n+l) и коэффициентов связи между ними.

Отличием является сдвиг резонансов вследствие неравенства резонансных частот звеньев равной длины, а также наличие резонансов на частотах вблизи fp 2nfo, на которых основные и дополнительные разомкнутые U-образные проводники 1 и 2 работают как сложный кольцевой резонатор.

В данном фильтре рабочая полоса пропускания реализуется на частоте первого резонанса многопроводных полосковых резонаторов, т. е. Jo fp,Ближайшая частота второго резонанса тем выше, чем больше коэффициент связи между основными и дополнительными разомкнутыми U-образными проводниками 1 и 2 полосковых резонаторов. Повышение коэффициента связи обусловлено встречным включением и фронтальной связью основных и дополнительных разомкнутых U-образных проводников 1 и 2.

Появление паразитных полос пропускания на частотах, ближайших к первому резонансу, в данном СВЧ полосовом фильтре зависит от типа связи крайних полосковых резонаторов с входной и выходной линями 4 и 5, что объясняется чувствительностью этих резонансов к характеру вносимых сопротивлений на верхних частотах. Использование разомкнутых шлейфов 6 длиной 1 /8 приводит к сдвигу частот высших резонансов крайних полосковых резонаторов, что в сочетании с режекторными свойствами разомкнутых шлейфов 6 приводит к увеличению частоты ближайшей паразитной полосы прозрачности. Кроме того, разомкнутые шлейфы 6 обеспечивают симметрию амплитудно-частотной характеристики, увеличивая крутизну высокочастотного ската, а также улучшают согласование в рабочей полосе частот.

Длина основных и дополнительных разомкнутых U-образных проводников 1 и 2, от которых в основном зависят габариты СВЧ полосового фильтра, определяется их количеством в полосковых резонаторах и величиной связи между ними. При увеличении количества длина уменьшается, а электро.магнитная связь зависит от ширины основных и дополнительных разомкнутых U-образных проводников 1 и 2, толщины и диэлектрической проницаемости диэлектрика 3 и диэлектрической подложки 7.

Дополнительное увеличение центральной частоты второй полосы прозрачности возможно использованием полосковых резонаторов, настроенных на одну и ту же частоту первого резонанса fp fo, но с разнесенными частотами последующих резонансов.

Это может быть достигнуто за счет изменения щирины или количества дополнительных разомкнутых U-образных проводников 2 в полосковых резонаторах с последующей корректировкой длин.

В исследованном образце СВЧ полосового фильтра получено увеличение центральной частоты второй полосы прозрачности более чем в 2 раза и уменьшение габаритов примерно в 2,3 раза по сравнению с прототипом.

7/

фиг.З