Волноводно-диэлектрический фильтр Советский патент 1985 года по МПК H01P1/208 

Изобретение относится к радиотехнике СВЧ и может быть использовано в радиолинейнЫх и космических системах связи, а также в технике измерений на СВЧ.

Цель изобретения - увеличение подавления паразитных полос пропускания.

На чертеже приведена конструкция волноводно-диэлектрического фильтра.

Вол новодно-диэлектрическийфильтр

содержит отрезок запредельного волновода 1 квадратного поперечного сечения, в котором на стенках 2 установлены два диэлектрических вкладыша 3, связанных металлической диафрагмой 4, размещенной посредине между ними, подстроечные винты 5, размещенные перпендикулярно, и два винта связи 6 ортогональных мод, расположенные под углом 45° к подстроечным винтам 5. Отрезок запредельного волновода 1 включается в волноводный такт посредством фланцев 7 и 8 с прямоугольными отверстиями. Металлическая диафрагма 4 имеет щель 9, которая параллельна вектору входного электрического поля и ее ширина составляет 1/10 размера стенки 2 отрезка запредельного волновода 1. Диэлектрические вкладыщи 3 могут частично или полностью заполнять поперечное сечение отрезка запредельного волновода /.

Волноводно-диэлектрический фильтр работает следующим образом.

Отрезок запредельного волновода 1 и каждый диэлектрический вкладыщ 3 образуют двухмодовый волноводно-диэлектрический резонатор. При симметричном расположении диэлектрического вкладыща 3 относительно осей поперечного сечения отрезка запредельного волновода 1 входной СВЧ сигнал разлагается на два ортогональных колебания, имеющих одинаковые постоянные распространения. Вектор Е первого из них параллелен вектору Е входного СВЧ сигнала, например Hjoj , а второй - перпендикулярен, например Нон Изменяя глубину погружения первого винта связи 6 ортогональных мод, можно управлять коэффициентом связи. Щель 9 металлической диафрагмы 4 параллельна вектору Е входного СВЧ сигнала, перпендикулярна вектору Е второго ортогонального колебания, не влияет на прохождение второго ортогонального колебания и вносит заметное ослабление передачи энергии от первого колебания. Второе колебание, прощедщее без изменения металлическую диафрагму 4, в свою очередь на втором винте связи 6 ортогональных мод, второго двухмодового волноводно-диэлектрического резонатора возбуждает ортогональное ho отнощению к себе колебание.

Таким образом, при связях, соответствующих резонансным, наблюдается полное прохождение энергии через два двухмодовых волноводно-диэлектрических резонатора, что эквивалентно четырехзвенному фильтру, поскольку энергия в первом двухмодовом волноводно-диэлектрическом резонаторе от первого колебания передается ортогональному, которое, в свою очередь, во втором двухмодовом волководнодиэлектрическом резонаторе передает энергию следующему связанному с ним ортогональному колебанию. Имеет четыре связанных колебания и амплитудно-частотную характеристику (АЧХ), соответствующую АЧХ четырехзвенного фильтра. При этом электрическое поле первого и четвертого колебаний, а также второго и третьего колебаний параллельны друг другу и металлическая диафрагма 4 не вносит ослабления при передаче энергии от второго колебания к третьему. Для того чтобы поля первого колебания были параллельны а не ортогональнь полям четвертого колебания, (второй) винт связи 6 ортогональных мод развернут в пространстве на 90° относительно (первого) винта связи 7 ортогональных мод.

При расстройке относительно резонаторной частоты величины связи нарущаются - нет полной передачи энергии и нет полной передачи между связанными ортогональными колебаниями ни в первом, ни во втором двухмодовых волноводно-диэлектрических резонаторах, т. е. какая-то часть энергии остается в первой и в четвертом колебаниях. Поля этих колебаний параллельны, а металлическая диафрагма 4 влияет на связь между колебаниями, вектор напряженности электрического поля которых ориентирован вдоль щели 9. Это и есть первое и четвертое колебания. Появляется дополнительная возможность регулировки связи между первым и четвертым колебаниям, не изменяя при этом величину связи между колебаниями вторым и третьим.

Путь от колебания первого к четвертому на 180° короче пути первого-второготретьего-четвертого. В результате появляются дополнительные полюса заграждения в переходных областях, что приводит к повыщению избирательности. Указанная компенсация достигается при вполне определенной щирине щели диафрагмы. Экспериментально найдено, что для узкополосных (относительная полоса пропускания менее 1%) фильтров щирина щели металлической диафрагмы 4 должна составлять примерно одну десятую часть стенки 2 отрезка запредельного волновода 1 квадратного поперечного сечения.

Спектр колебаний волноводно-диэлектрических резонаторов более разрежен по сравнению со спектром колебания экранированных диэлектрических резонаторов и ближайшее паразитное колебание Нюз.

311662014

отстоит от основного колебания по час-вкладыши 3 как при частичном, так и при

тоте на 80-ЮО /о. В результате обеспе-полном заполнении легко установить нечивается в несколько раз лучшее подавлениепосредственно на стенках 2, что решает

паразитных колебаний. Диэлектрическиепроблему теплоотвода.

ВОЛНОВОДНО-ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ФИЛЬТР, содержащий отрезок запредельного волновода, в котором установлены диэлектрические вкладыши, размещенные симметрично относительно осей его поперечного сечения, соседние из которых связаны между собой через металлическую диафрагму, размещенную посередине между ними, подстроечные винты, расположенными один перпендикулярно другому и винты связи ортогональных мод, установленные под углом 45°.к подстроечным винтам, отличающийся тем, что, с целью увеличения подавления паразитных полос пропускания, отрезок запредельного волновода имеет квадратное поперечное сечение и по крайней мере две его внутренние противоположные стенки соприкасаются с диэлектрическими вкладышами, а металлическая диафрагма выполнена с щелью, параллельной вектору входного электрического поля, и ее ширина составляет одну десятую часть размера стенки отрезка за(Л предельного волновода. С5 05 N3