Полосно-пропускающий фильтр Советский патент 1992 года по МПК H01P1/203 

Изобретение относится к технике сверхвысоких частот и может быть использовано в приемопередающей аппаратуре связи,навигацим и радиолокации, а также в радиоизмерйтельной аппаратуре для обеспечения фильтрации сигналов.

Известна конструкция полосно-пропу- скающего фильтра (ППФ), содержащего две диэлектрические подложки, установленные одна под другой, на внешних сторонах которых размещены соответственно входной и выходной полосковые проводники, а на внутренних - слои металла, причем в каждом слое металла вырезана полуволновая щель, отличающаяся тем, что, с целью увеличения кружзны амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) между слоями металла введены две дополнительные диэлектрические подложки и полуволновой попосковый проводник, расположенный между ними под острым углом к осям полуволновых щелей (см. авторское свидетельство СССР № 1185440, кл. Н 01 Р 1/203, 1985).

Недостатком такой конструкции является наличие паразитных полос пропускания и, вследствие этого, низкая избирательность по частоте.

Известен ППФ, содержащий две диэлектрические подложки, наложенные одна на другую, между которыми размещено заземляющее основание, в котором выполнена полуволновая щель, сужающаяся к концам, а на внешних сторонах диэлектрических подложек расположены полуволновые проводники переменной ширины, связанные через эту щель и образующие отрезок связанных линий, односторонние концы которых являются соответственно входом и выходом (см. Козловский В. В., Фролов А. В. Связь между характеристиками одиночных и связанных неоднородных линий. Радиотехника, 1989, N 5, с. 55-57).

Выбор определенного закона изменения волнового сопротивления связанных линий позволил в такой конструкции полностью устранить паразитные полосы пропускания (в одноволновом приближении). Однако данный фильтр имеет серьезный недостаток - низкую крутизну скатов АЧХ,

что приводит к ухудшению избирательности по основной частоте. Кроме того, реализация узкополосных фильтров требует введения дополнительных согласующих переходов из-за возникновения больших перепадов сопротивлений нагрузки и на входе фильтра, при которых достигается максимально плоская характеристика в полосе пропускания.

Цель изобретения - улучшение избирательности ППФ за счет повышения крутизны скатов АЧХ фильтра, не имеющего паразитных полос пропускания.

Поставленная цель достигается тем, что

в конструкции фильтра, содержащей две диэлектрические подложки, наложенные одна на другую, между которыми размещено за- землякщей основание, в котором выполнена первая полуволновая щель, сужающаяся

к концам, а на внешних сторонах диэлектрических подложек расположены первые полуволновые проводники переменной ширины, связанные через полуволновую щель и образующие первый отрезок связанных

линий, односторонние концы которых являются соответственно входом и выходом, дополнительно введены вторые полуволновые проводники переменной ширины на внешних сторонах диэлектрических подложек,

которые подключены встречно к другим концам первых полуволновых проводников соответственно, расположены соосно им и связаны между собой через вторую полуволновую щель, выполненную в заземляющем

основании, сужающуюся к концам и расположенную соосно с первой полуоолновой щелью, образуя второй отрезок связанных линий, при этом закон изменения волновых сопротивлений первого и второго отрезков связанных линий, соответственно, одинаков, а их величина в месте стыка выбирается из соотношения ,5Wi.

Новизна предложения состоит в том, что за счет рационального выбора закона

изменения волновое сопротивления отрезков связанных линий и способа их соединения удалось, наряду с полным устранением паразитных полос пропускания, повысить крутизну скатов АЧХ фильтра путем введения дополнительных полюсов затухания на

конечных частотах вблизи полосы пропускания.

Существенные отличия заключаются в использовании именно встречного включения связанных линий с одинаковым зако- ном изменения волновых сопротивлений и различным их уровнем в месте стыка.

На чертеже показана конструкция ППФ.

Полосно-пропускающий фильтр содер- жит две диэлектрические подложки 1,2, наложенные одна на другую, между которыми размещено заземляющее основание 3, в котором выполнена первая полуволновая щель 4, сужающаяся к концам, а на внешних сторонах диэлектрических подложек расположены первые полуволновые проводники переменной ширины 5, связанные через полуволновую щель 4 и образующие первый отрезок связанных линий, односторонние концы которых являются соответственно входом 6 и выходом 7, а к другим концам подключен второй отрезок связанных линий с тем же законом изменения волнового сопротивления, но отличным его уровнем в месте стыка, включающий в себя выполненные на внешних сторонах диэлектрических подложек 1, 2 соосно первым 5 вторые пол- уволиовые проводники переменной ширины 9, которые связаны между собой через вторую полуволновую щель 8. выполненную в заземляющем основании 3, сужающуюся к концам и расположенную соосно с первой полуволновой щелью 4.

Фильтр работает следующим образом.

Закон изменения волнового сопротивления проводников 5,9 и профиль диафрагм 4, 8 выбраны таким образом, что пучность электромагнитного поля, способствующая передаче энергии сигнала со входа б на выход 7 с минимальным отражением, возникает только в одном частотном интервале полосе пропускания Во всей остальной об ласти частот (полосе заграждения) отрезки связанных линий 4, 5 и 8, 9 ведут себя как однородные, обеспечивая эффективное ослабление входного сигнала, поскольку реализуется схема емкостного аттенюатора.

Скачок неоднородности в месте соединения проводников 5 и 9 приводит к появлению дополнительных полюсов затухания на конечных частотах, а следовательно, к повышению крутизны АЧХ фильтра.

Формула изобретения Полосно-пропускающий фильтр, содержащий две диэлектрические подложки, наложенные одна на другую, между которыми размещено заземляющее основание, в котором выполнена первая полуволновая щель, сужающаяся к концам, а на внешних сторонах диэлектрических подложек расположены первые полуволновые проводники переменной ширины, связанные через полуволновую щель и образующие первый отрезок связанных линий, односторонние концы которых являются соответственно входом и выходом, отличающийся тем, что, с целью улучшения избирательности, на внешних сторонах диэлектрических подложек выполнены вторые полуволновые проводники переменной ширины, которые подключены встречно к другим концам первых полуволновых проводников соответственно, расположены соосно им и связаны между собой через вторую полуволновую щель, выполненную в заземляющем основании, сужающуюся к концам и расположенную соосно с первой полуволновой щелью, образуя второй отрезок связанных линий, при этом закон изменения волновых сопротивлений Wi и Л/2 первого и второго отрезков связанных линий соответственно одинаков, а их величина в месте стыка выбирается из соотношения ,5Wi.

Изобретение относится к технике СВЧ и может быть использовано для построения фильтрующих устройств гибридных интегральных СВЧ схем. Цель - улучшение избирательности полосно-пропускающего фильтра. Полосно-пропускающий фильтр содержит диэлектрические подложки 1, 2, наложенные одна на другую, между которыми размещено заземляющее основание 3, в котором выполнены две встречно включенные и соосно расположенные полуволновые щели 4, 9, сужающиеся к концам. На внешних сторонах-диэлектрических подложек 1, 2 выполнены первые и вторые полуволновые проводники 5, 8 переменной ширины, которые подключены встречно и расположены соосно. Первые и вторые полуволновые