Микрополосковый СВЧ-фильтр гармоник Советский патент 1992 года по МПК H01P1/20 

Изобретение относится к технике СВЧ и может быть использовано в миниатюрных частотно-селективных цепях.

Известна конструкция полосно-пропу- скагощего фильтра, содержащего диэлектрическую подложку, на одной стороне которой размещено заземляющее основание, а на другой стороне - полуволновые П - образные проводники, электромэгнитно связанные один с другим, а крайние из них с входной и выходной линиями соответственно. Причем к вершине каждого полуволнового П-образного проводника подключен короткозамкнутый шлейф, длина которого не превышает четверти длины волны на средней частоте полосы пропускания. Каждый короткозамкнутый шлейф выполнен ступенчато нерегулярным с числом N ступеней, равным п/2 для четного п и (п+1)/2 для нечетного п, где п - номер максимальной подавляемой гармоники.

Известна также конструкция полосно- пропускающего фильтра, содержащего диэлектрическую подложку, на одной стороне которой размещено заземляющее основание, а на другой основной прямолинейный проводник, первый, второй, третий и четвертый отрезки проводника разомкнутые на конце, одинаковые по ширине, длиной равной половине длины волны на основной частоте, причем первый и второй, третий и четвертый отрезки подсоединены одними

концами попарно параллельно к основному проводнику и расстояние между точками подсоединения пар отрезков равно четверти длины волны на основной частоте

В вышеуказанных устройствах для

обеспечения заграждения на частотах гармоник используются либо четвертьволновые ступенчато нерегулярные шлейфы, либо полуволновые отрезки однородной линии

передачи,разомкнутые на концах и включенные попарно параллельно к основному проводнику. При этом все паразитные гармоники основной частоты подавить не удается.

Указанные недостатки устранены в микрополосковом СВЧ-фильтре гармоник, где в качестве шлейфов используются полуволновые отрезки нерегулярной линии передачи, короткозамкнутые на концах.

Известен СВЧ полосовой пропускающий фильтр, который содержит основной прямоугольный проводник и ряд разомкнутых на конце полосковых шлейфов, длина которых равна половине длины волны, соответствующей средней частоте полосы пропускания фильтра. Шлейфы подключены параллельно к основному проводнику в точках связи. Точки подключения шлейфов периодически разнесены вдоль основного

полоскового проводника Расстояние вдоль основного проводника между точками подключения шлейфов выбирается значительно меньше четверти длины волны, соответствующей средней частоте фильтра.

Недостатком известной конструкции является отсутствие подавления сигнала на всех гармониках основной частоты.

Цель изобретения - подавление всех гармоник основной частоты.

Указанная цель достигается тем, что в микрополосковом СВЧ-фильтре гармоник, содержащем диэлектрическую подложку, на одной стороне которой размещена металлизация, а на другой - основной прямолинейный проводник, первый, второй, третий и четвертый отрезки проводника, длиной равной половине длины волны на основной частоте, причем первый и второй, третий и четвертый отрезки подсоединены одними концами попарно параллельно к основному проводнику и расстояние между точками подсоединения пар отрезков равно половине длины волны на основной частоте, все отрезки выполнены короткозамкнутыми на других концах с нерегулярным изменением характеристического сопротивления, при этом законы изменения характеристи- ческого сопротивления первого и второго отрезков и третьего, четвертого отрезка - идентичны и удовлетворяют выражениям, приводимым в формуле изобретения.

Предлагаемый микрополосковый СВЧ- фильтр гармоник отличается от известного тем, что в нем используются полуволновые короткозамкнутые на концах отрезки линии передачи с определенным, нерегулярным законом изменения характеристического сопротивления.

На чертеже показана конструкция предлагаемого микрополоскового СВЧ-фильтра гармоник.

Микрополосковый СВЧ-фильтр гармоник содержит диэлектрическую подложку 1, на одной стороне которой размещена металлизация (не показана), а на другой - основной прямолинейный проводник, состоящий из входной 2, основной 3 и выходной 4 частей, первый 5, второй 6, третий 7 и четвертый 8 отрезки проводника, длиной, равной половине длины волны на основной частоте, причем первый 5 и второй 6, третий 7 и четвертый 8 отрезки подсоединены одними концами 9 попарно параллельно к основному проводнику и расстояние между точками подсоединения пэр отрезков равно половине длины волны на основной частоте. Все отрезки 5-8 выполнены котороткозамкнутыми на других концах с нерегулярным изменением характеристического сопротивления, Ко- роткозамыкающие перемычки 10 соединяют концы нерегулярных отрезков с

металлизацией. Законы изменения характеристического сопротивления отрезков 5-8 удовлетворяют выражениям

(т) (0) X

К / mtg/ nrtg/itnr-f-/ n к

х

П//Ш

m 1

/fm-/3n

1

Јт R I / ntg/ nrtg/ mT+/fm I K

m2 cO.1

m - 1 /Si

где//т, - нули и полюсы соответственно входного импеданса соответствующих от- ,с. резков нерегулярной линии передачи, причем для 5-8 отрезков

1.5л „

-- tin .

ts

4;/л

2.5 JT . t3

20

fiA .,/bZ;fe p;jb y,

25

i3 TJ-T- время задержки 5-8-го отрезков

нерегулярной линии передачи:

f - основная частота;

W(0) - характеристическое сопротивление в начале отрезка;

OQг- время прохождения волны в линии

длиною X;

Тз 1э

21J

35

Микрополосковый СВЧ-фильтр гармоник работает следующим образом.°

Колебания основной частоты, поступающие на входную часть 2 основного прямолинейного проводника, проходят в полосе пропускания на выходную часть 4.

Благодаря наличию короткозамкнутых отрезков 5-8 осуществляется короткое замыкание в точках 9 основной части 3 прямолинейного проводника по СВЧ-току на всех гармониках основной частоты и энергия на

выходную часть 4 не поступает.

Законы изменения характеристического сопротивления отрезков 5-8 и их длина обеспечивают неэквидистантный набор нулей и полюсов входного сопротивления каждого из шлейфов, при котором нули входных сопротивлений находятся на всех гармониках основной частоты.

Данный микрополосковый СВЧ-фильтр гармоник может применяться в умножителях частоты последовательного типа, что обеспечивает повышение эффективности преобразования частоты.

Формула изобретения

Микрополосковый СВЧ-фильтр гармоник, содержащий диэлектрическую подложку, на одной стороне которой размещена металлизация, а на другой - основной прямолинейный проводник, первый, второй, третий и четвертый отрезки проводника длиной, равной половине длины волны на основной частоте, причем первый и второй, третий и четвертый отрезки подсоединены одними концами попарно-параллельно к основному проводнику, а расстояние между точками подсоединения пар отрезков равно половине длины волны на основной частоте, отличающийся тем, что, с целью подавления всех гармоник основной частоты, все отрезки выполнены короткозамкну- тыми на других концах с нерегулярным изменением характеристического сопротивления, при этом законы изменения характеристического сопротивления первого и второго отрезков и третьего и четвертого отрезков идентичны и удовлетворяют выражениям

VW(r)(0) X

rr i/ I / mtg/ nrtg;MmT+/ n i K

m 2 fSLi

x m 1 Цт-рп J

П R I / ntg/ nrtgftmr+/4ri I K

Pm2 fQ.1

I/Um -{%

, fin - нули и полюсы соответственно входного импеданса соответствующих от- резков нерегулярной линии передачи, причем для первого, второго, третьего и четвертого отрезков

t3

1

ут время задержки первого, второго, третьего и четвертого отрезков нерегулярной линии передачи; f - основная частота; W(C) - характеристическое сопротивление в начале отрезка;

г- время прохождения волны в линии

длиной X;

я 2-5

n 1K;TЈ- a f

п , 2 л ts t3

ts

БЛ 2Ь

Изобретение относится к технике СВЧ и может быть использовано в миниатюрных частотно-селективных цепях и в умножите