Режекторный СВЧ-фильтр Советский патент 1992 года по МПК H01P1/203 

vj CJ

NO

4 О 00

Изобретение относится к технике сверхвысоких частот и может быть использован в системах связи, радиолокации, радионавигации, радиопротиводействия, а также в контрольно-измерительной аппаратуре. Цель изобретения - повышение избирательности и улучшение согласования в широком диапазоне частот. Режекторный фильтр содержит диэлектрическую подложку 1, металлизированную на одной стороне. На другой стороне размещены полосковый проводник (ПП) 2, полуволновый полосковый резонатор 3 и,волновый полосковый резонатор 4, размещенные по разные стороны ПП 2, центры которых лежат на прямой, перпендикулярной ПП 2. Резонатор 3 электромагнитно связан с ПП 2 центральным участком, а резонатор 4 - конечными участками длиной не менее четверти длины рабочей волны. Выбор длины и места участков электромагнитной связи обеспечивает отсутствие паразитных полос режекции. 2 ил. СО

Фиг.1

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах связи, а также контрольно-измерительной аппаратуре широкого и специального назначения.

Известен режекторный фильтр, постро- енный на четвертьволновых отрезках мик- рополосковой линии передачи. Данная структура дуальна полосовому фильтру, в котором четвертьволновые резонаторы с одной стороны короткозамкнуты, а с другой

-подключены к центральному проводнику линии передачи.

Основные недостатки данного фильтра

-вследствие непосредственного контакта четвертьволнового шлейфа с линией передачи между ними существует сильная связь, поэтому нагруженная добротность резонаторов мала и полоса режекции по уровню 3

дБ будет широкой; недостаточно высокая избирательность на резонансной частоте; наличие частотно-зависимых отрезков ли- нии передачи между шлейфами (равных четверти длины волны на резонансной частоте), что затрудняет подстройку фильтра по частоте в случае неточного изготовления.

Наиболее близким к предлагаемому является СВЧ-фильтр, содержащий диэлектрическую подложку, на одной стороне которой нанесена металлизация, а на дру- гой стороне размещен полосковый проводник, по одну сторону которого расположен первый полосковый резонатор, по другую сторону - второй полосковый резонатор, центры полосковых резонаторов лежат в плоскости, перпендикулярной оси полоско- вого проводника, длина первого резонатора равна Я/2, а второго - Я , где Я -длина волны в полосковой линии передачи.

Недостатком известного фильтра явля- ется наличие полосы режекции на частоте fnap примерно вдвое ниже абочей частоты fo (). Наличие этой паразитной полосы режекции связано с резонансом большего резонатора (длиной Я ), который на частоте fnap является полуволновым резонатором и достаточно сильно связан с линией. Наличие паразитной полосы режекции приводит к снижению избирательности режек- торного фильтра и одновременно связано с рассогласованием фильтра и линии передачи в области частот fnap. Это, в частности, затрудняет применение фильтра вустройст- вах СВЧ без вентилей или других развязывающих или согласующих устройств.

Цель изобретения - повышение избирательности и улучшение согласования в широком диапазоне частот.

Поставленная цель достигается тем, что в режекторном СВЧ-фильтре, содержащем диэлектрическую подложку, на одной стороне которой нанесена металлизация, а на другой стороне размещен полосковый проводник и полуволновый и волновый поло- сковые резонаторы, расположенные по разные стороны от него, центры резонаторов лежат на прямой, перпендикулярной оси полоскового проводника, полосковые резонаторы, первый из которых выполнен П-образным, а второй выполнен Q-образ- ным, электромагнитно связаны с полоско- вым проводником конечными участками длиной порядка четверти рабочей длины волны. Новым является изгиб резонаторов таким образом, чтобы они связывались с полосковым проводником на рабочей частоте и не связывались на частотах паразитного резонанса. Это достигается изгибом полуволнового резонатора в виде, подобном букве П, а волнового - в виде подобном бук-ве Q.

В отличие от известных, где П-образный полуволновый резонатор используется в полосовом фильтре и связан с соседними резонаторами своими краями, область связи полуволнового резонатора с полосковым проводником в предлагаемом решении находится в области его центра, что и обеспе- чивает требуемое взаимодействие резонатора с линией в области частоты fo.

Проведенные исследования показали, что области связи волнового резонатора в рабочем диапазоне частот лежат на расстоянии Я/4 от краев, в областях максимума магнитного поля, Центр волнового резонатора практически очень слабо связан с линией и поэтому может быть удален от полоскового проводника.

На фиг, 1 представлен вариант конструкции предлагаемого фильтра; на фиг.2 - расчетные и экспериментальные АЧХ предлагаемого и известного фильтра (сплошные кривые и точки соответственно).

Режекторный СВЧ-фильтр состоит из диэлектрической пластины 1, полностью металлизированной с одной стороны, на другой стороне которой нанесена микрополосковая линия 2, а также два микпрополосковых резонатора 3 и 4, большие оси которых параллельны оси микрополосковой линии, центры резонаторов 3 и 4 лежат в одной плоскости, перпендикулярной оси микрополосковой линии, длины резонаторов 3 и 4 соответственно з Я/2, А Я, где Я -длина волны в микрополосковой линии на резонансной частоте. Первый резонатор выполнен П-образным, так что центральный участок его

параллелен полосковому проводнику и электромагнитно связан с ним, а концы - перпендикулярны полосковому проводнику и не связываются с ним, второй резонатор выполнен Q-образным, так что его концы параллельны полосковому проводнику и электромагнитно связаны с ним, а центр резонатора находится на расстоянии не менее 3d от полоскового проводника и не связан с полосковым проводником (d - ширина полоскового проводника). В обоих резона- торах области связи имеют длину порядка четверти рабочей длины волны.

Цель изобретения достигается благодаря выбору определенных форм резонаторов. Резонатор 4 не возбуждается на частоте fnap (фиг.2) из-за того, что его центр не связан с полосковым проводником. Кроме того, резонатор 3 практически не возбуждается на частоте 2fo, так как не связывается с полосковой линией его кон- цевые участки.

Отсутствие отражения на частоте fnap очень важно, например, если фильтр работает вместе с широкополосным усилителем, который, будучи подключен к устройству с большим КСВ, может возбудиться, причем

опасность возбуждения особенно велика на нижних частотах, где усиление, как правило, больше. Благодаря этому при использовании предлагаемого СВЧ-фильтра отпадает необходимость в использовании вентилей или согласующих устройств, т.е. повышаются технико-экономические показатели фильтра в сравнении с прототипом. Формула изобретения Режекторный СВЧ-фильтр, содержащий диэлектрическую подложку, на одной стороне которой нанесена металлизация, а на другой стороне размещен полосковый проводник и электромагнитные связанные с ним полуволновый и волновый полосковые резонаторы, расположенные по разные стороны полоскового проводника, центры которых лежат на прямой, перпендикулярной оси полоскового проводника, отличающийся тем, что, с целью повышения избирательности и улучшения согласования в диапазоне частот, полуволновый полосковый резонатор электромагнитно связан с полосковым проводником центральным участком, а волновый полосковый резонатор - конечными участками длиной, не менее четверти длины рабочей волны.

КСВ