Фильтр на магнитостатических волнах Советский патент 1992 года по МПК H01P1/215 

он„

V

Ь 3 5

L

г ю

L-LJ

1й

СЛ СО

Ґ1

СО

Изобретение может быть использовано в качестве полосового фильтра в технике СВЧ. Цель изобретения - увеличение полосы пропускания. Фильтр содержит трехсекционный отрезок прямоугольного волновода 1,2 и 3, средняя секция 3 которого запредельна и в ней установлена на проводящем слое пленка феррита 4. Широкая полоса пропускания достигается одновременным возбуждением поверхностных и объемных магнитостатических волн (МСВ) в пленке феррита 4 волноводно-щелевым преобразователем (ВЩП), выполненным на краю проводящего слоя последовательно соединенными продольной и коротко- замкнутой поперечной щелями. Обратное преобразование МСВ в СВЧ-сигнал осуществляется подобным ВЩП на другом край проводящего слоя. Введение зазора между пленкой феррита 4 и проводящим слоем приводит к подавлению МСВ на высокочастотном склоне АЧХ - к уменьшению коэффициента прямОуголЪности АЧХ. 1 з.п.ф-лы, 2 ил. СП

Фиг. I

Изобретение относится к СВЧ-ради- отехнике и может быть использовано в волноводных устройствах обработки СВЧ-сигнала в качестве полосно-пропу- скающего фильтра для селекции и обработки сигналбв.

Известны волноводные устройства, состоящие из трехсекционного отрезка прямоугольного волновода, средняя секция которого выполнена запредельной, и фер- ритовой пленки, размещенной в средней секции с заходом в крайние секции. Ферри- товая пленка намагничена поперечно в ее п/госкости,

В качестве прототипа выбран фильтр указанной конструкции. Недостатками такого фильтра являются невозможность увеличения полосы пропускания и уменьшения коэффициента прямоугольности (П) амплитудно-частотной характеристики (АЧХ), вычисляемого как отношение величины полосы пропускания по уровню 30 дБ Afso к величине полосы пропускания по уровню 3 дБ Afs путем оптимального подбора ширины линии ферромагнитного резонанса АН, толщины и ширины (высоты волновода) ферритовой пленки, а также ширины запредельной секции, без ухудшения прочих характеристик фильтра, поскольку вносимые потери, внеполосное подавление и требуемый рабочий зазор магнитной системы определяются этими же физическими параметрами.

Целью изобретения является увеличение полосы пропускания и уменьшение коэффициента прямоугольности АЧХ,

Указанная цель достигается тем, что вводится проводящий слой, который устанавливается в средней, а краями в крайних секциях, причем на каждом из краев выполняется волноводно-щелевой преобразователь в виде последовательно соединенных продольной и короткозам- кнутой поперечной щелей и согласующий переход прямоугольного волновода на волноводно-щелевой преобразователь, при этом каждая продольная щель образована широкой стенкой прямоугольного волновода и частью бокового торца проводящего слоя, а расстояние Ь между смежными краями короткозамкнутых поперечных щелей выбирается из условия

+ 4t, где 13 - Длина средней секции:

t - ширина продольной и короткозамк- нутой поперечной щелей.

Пленка феррита установлена на проводящий слой с перекрытием волн овод но-ще- левыми преобразователями.

С целью уменьшения коэффициента П, пленка феррита по отношению к проводящему слою установлена с зазором, не пре- вышающим ширины продольной и

короткозамкнутой поперечной щелей.

На фиг.1 представлена конструкция фильтра на магнитостатических волнах; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.

Фильтр на магнитостатических волнах

(МСВ) содержит трехсекционный отрезок прямоугольного волновода, состоящий из входной 1, выходной 2 и запредельной 3 секций, образец пленки феррита 4 нз диэлектрической подложке 5, проводящий слой, установленный в средней, а краями в крайних секциях, причем на каждом из краев выполнен согласующий переход 6 с прямоугольного волновода на волноводно-щелевой преобразователь (ВЩП), который представляет собой последовательно соединенные продольные 7,8 и короткозамкнутые поперечные 9,10 щели, а также металлическую плоскость 11, образованную смежными краями короткозамкнутых поперечных щелей,

и диэлектрический зазор 12 между пленкой и проводящим слоем.

Устройство работает следующим образом.

Широкополосный СВЧ-сигнал, поступивший во входную секцию 1, попадает через переход б на ВЩП в виде последовательно соединенных продольной 7 и короткозамкнутой поперечной 9 щелей, в результате чего образуется стоячая волна,

причем продольная щель 7 возбуждает в пленке феррита 4 объемную МСВ (ОМСВ), верхний частотный предел которой находится на частоте f i

40

ft (H0-l-4jrMs)

(1)

где у-гидромагнитное отношение;

Н0- напряженность магнитного поля;

4 jrMs - намагниченность насыщения феррита.

Сигнал с частотой выше f-i возбуждает посредством короткозамкнутой поперечной щели 9 в ферритовой пленке 4 поверхностную МСВ (ПМСВ) с нижней граничной частотой fi и верхней частотой, определяемой шириной короткозамкнутой поперечной щели 9, но ниже частоты

(Н0 + 4яМз).

Распространяющиеся в пленке феррита 4 ОМСВ и ПМСВ попадают на выходной ВЩП, в котором совершается обратное преобразование в СВЧ-сигнал с полосой, равной суммарной полосе возбужденных на входе ОМСВ и ПМСВ, и через переход 6 попадает в выходную секцию 2.

Применение предлагаемого фильтра на МСВ позволяет получать следующие результаты. Полоса пропускания фильтра уве- личивается до 250-400 МГц. Коэффициент прямоугольного П может быть доведен до величины 1,2-1,5.

При получаемой полосе пропускания отпадает необходимость термокомпенса- ции фильтра, предназначенного для фильтрации гармоник сигнала фиксированной частоты.

Введение оптимального, с точки зрения прямоугольности характеристики, диэлект- рического зазора между проводящим слоем и пленкой феррита позволяет снижать вносимые потери на 1,5-2 дБ.

Предлагаемое устройство позволяет получить плоскую вершину АЧХ с неравно- мерностью АЧХ менее 1 дБ

Формула изобретения 1. Фильтр на магнитостатических волнах, содержащий трехсекционный отрезок прямоугольного волноводе, средняя секция которого выполнена запредельной, пленку феррита, которая размещена в средней с заходом в крайние секции и намагни6 7

чена поперечно в ее плоскости, отличающийся тем, что, с целью увеличения полосы пропускания, введен проводящий слой, который установлен в средней, а краями в крайних секциях, причем на каждом из краев проводящего слоя выполнен волноводно- щелевой преобразователь в виде последовательно соединенных продольной и короткозамкнутой поперечной щелей, и согласующий переход с прямоугольного волновода на волноводно-щелевой преобразователь, при этом каждая продольная щель образована широкой стенкой прямоугольного волновода и частью бокового торца проводящего слоя, а расстояние Ь между смежными краями короткозамкнутых поперечных щелей выбрано из условия + 4t, где Ь - длина средней секции, t - ширина продольной и короткозамкнутой поперечной щелей, пленка феррита установлсьг на проводящий слой с перекрытием волновод- но-щелевыми преобразователями.

2. Фильтр по п.1,отличающийся тем, что, с целью уменьшения коэффициента прямоугольности амплитудно-частотной характеристики, пленка феррита по отношению к проводящему слою установлена с за- зором, не превышающим ширины продольной и короткозамкнутой поперечной щелей.