Сверхвысокочастотный фильтр Советский патент 1992 года по МПК H01P1/203 

а/г/

Изобретение относится к технике сосрхвысоких частот (СВЧ) и может быть использовано в радиотехнических устройст- втч различного назначения, в частности в уст ройствах частотной селекции с повышен- ным требованием по избирательности, ши- рокополосности и габаритам.

Известен СВЧ-фильтр, содержащий ди- электр ическую подложку, металлизированную с одной стороны, на другой стороне которой размещены полуволиовые П-образ- ные проводники, ориентированные концами в одну сторону, причем соседние пр озодники электромагнитно связаны между собой участками связи различной длины, а крайние проводники связаны с входным и выходным проводниками.

Однако известный фильтр не обладает достаточной шириной полосы пропускания.

Целью изобретения является расшире- ние полосы пропускания и повышение избирательности за счет увеличения крутизны правого ската амплитудно-частотной характеристики (АЧХ).

Поставленная цель достигается тем, что в СВЧ-фильтре, содержащем диэлектрическую подложку, металлизированную с одной стороны, на другой стороне которой размещены полуволновые П-образные проводники, ориентированные концами в одну сторону, причем соседние проводники электромагнитно связаны между собой участками связи различной длины, а крайние проводники связаны с входным и выходным проводниками за счет заземления концов полуволновых П-образных проводников.

На фиг, 1 изображен СВЧ-фильтр; на фиг. 2 - элементарное звено фильтра.

Устройство содержит полуволновые П- образные проводники 1, каждый из которых на одной части длины связан с одним соседним проводником, а на другой части длины - с другим, причем крайние из этих проводников 1 связаны с входным проводником 2 и выходным проводником 3 соот- встственно. Участки 4 связи полуволновых проводников 1 могут иметь разную длину и могут быть соединены токопроводящей перемычкой 5, Проводники 1 располагаются на диэлектрической подложке б с металли- зпрованным основанием 7. Концы проводников 1 заземлены, В случае немикрополоскового выполнения вся конструкция фильтра помещается в металлический корпус.

Сверхвысокочастотный фильтр работает следующим образом.

В первом приближении, пренебрегая -шектромагнитной связью между сторонами П-образных проводников, предлагаемый

фильтр можно представить в виде каскадного соединения элементарных звеньев (фиг. 2), суммарное взаимодействие которых формирует АЧХ всего фильтра.

Для упрощения предположим, что в линиях отсутствуют потери. Тогда рассматриваемое элементарное звено предлагаемого сверхвысокочастотного фильтра можно представить в виде уравновешенной мостовой схемы, импедансы которой имеют вид:

Zoo

tg0o0 +Zoo

tgft

00

П

(1)

где Zoc1 , Zoo - при волновые сопротивления участков звена при четном и нечетном видах возбуждения;

J2 -1, воо, Оос - электрическая длина проводников,

Из теории мостовых цепей известно, что области частот, где Za Zb соответствуют полюсам затухания, области частот, где Za и Zb имеют разные знаки, соответствуют полосе пропускания. Мостовая цепь становится полоснозаграждающей на частотах, где Za и Zb имеют одинаковые знаки. С увеличением расстояния между связанными линиями Zoc падает по величине, a Zoo увеличивается. В нашем случае падает Z0c и увеличивается Zoo . Как следует из выражений (1), расстояние между полюсами Za и Zb в элементарном звене по сравнению со звеном на однородных линиях, в котором связь осуществляется по всей длине, увеличивается. Это ведет к расширению ширины полосы пропускания звена. В зависимости от параметров линий в каждом элементарном звене формируется один или два полюса пропускания, которые располагаются справа от полосы пропускания. При этом, несмотря на отсутствие связи на части длины элементарного звена, крутизна ската не уменьшается, так как связь достигается на участке, где максимум тока. Таким образом, в элементарном звене достигается широкополосная АЧХ с высокой крутизной правого ската, т.е. повышается избирательность,

Сверхвысокочастотный фильтр в первом приближении является каскадным соединением элементарных звеньев (фиг. 2). Сигнал подается на входной проводник 2, проходит через всю структуру, снимается с выходного проводника 3, при этом полоса пропускания будет формироваться в частотой области, где длина проводников 1 близка к полуволновой. Введение токопроводящей перемычки 5 позволяет влиять на электрическую длину элементарного звена по нечетной волне (включение перемычки 5 приводит к уменьшению этой длины) и соответственно менять полосу пропускания. При отношении электрических длин элементарного звена loe/loo 2 (loe.oo электрические длины по четной и нечетной волне соответственно) возникает неравномерность в полосе пропускания звена и фильт- ра. соответственно. Поэтому местоположение перемычки 5 выбирают из, условия, что loe/loo 2. С помощью пере4 мычки 5 можно также легко производить тонкую подстройку ширины полосы ripony- екания готового фильтра. Фильтр, содержащий п полуволновых проводников 1, может иметь 2 (п-1) полюсов затухания, расположенных на разных частотах между fo (цент- ральной частотой полосы пропускания) и

2f0, ,: ,;:./ .;.:::.; .;:.v;:vЭкспериментальные исследования показали, что СВЧ-фильтр-прототип (1) обеспечивает относительную полосу

пропускания порядка 6% при уровне потерь в полосе пропускания 1,25 дБ.

Использование предлагаемого фильтра обеспечивает относительную ширину полосы пропускания 20,8%, а потери в полосе составляют 0,5 дБ.

Формула изобретения Сверхвысокочастотный фильтр, содержащий диэлектрическую подложку, металлизированную с одной стороны, на другой стороне которой размещены полуволновые П-образные проводники, ориентированные Донцами в одну сторону, причем соседние проводники электромагнитно связаны между собой участками связи различной длины, а крайние проводники связаны с входным и выходным проводниками соответственно, о т л и ч а ю щи и с я тем, что, с целью расширения полосы пропускания повышения избирательности за счет увеличения крутизны правого ската амплитудно-частотной характеристики, концы полуволновых П-образных проводников заземлены.

Изобретение относится к технике сверхвысоких частот (СВЧ) и может быть использовано в радиотехнических устройствах различного назначения, в частности в устройствах частотной селекции с повышенными требованиями по избирательности, широкополосности и габаритам. Целью изобретения является расширение полосы пропускания и повышение избирательности за счет увеличения крутизны правого ската амплитудно-частотной характеристики (АЧХ). Устройство содержит полуволновые П-образные проводники 1, каждый из которых на одной части длины связан с одним соседним проводником, а на другой части - с другим, причем крайние из этих проводников 1 связаны с входным проводником 2 и выходным проводником 3 соответственно. Участки 4 связи полуволновых проводников 1 могут иметь разную длину и могут быть соединены токопроводящей перемычкой 5. Проводники 1 располагаются на диэлектрической подложке б с металлизированным основанием 7. Концы проводников 1 заземлены. В случае немикрополоскового выполнения вся конструкция фильтра помещается в металлический корпус. 2 ил.

ЬЕ ЬЕ

8м

Фиг

у Ш