Полосно - пропускающий свч-фильтр Советский патент 1993 года по МПК H01P1/218 

Изобретение относится к радиотехнике СВЧ .и может быть использовано при создании антенно-фидерных систем,систем аналоговой обработки сигналов и телевизионных систем в сантиметровом диапазоне длин волн.

Известен полосно-пропускающий СВЧ- фильтр, содержащий, ферритовую пленку, нанесенную на немагнитную подложку, входной и выходной микрополосковые преобразователи магнитостатических волн (МСВ), расположенные на ферритовой пленке.

Недостатком этого фильтра являются большая полоса пропускания, неравномерность амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) и малая величина подавления сигнала вне полосы пропускания.

Указанные недостатки частично устранены в фильтре, конструкция которого аналогична Описанной выше, за исключением того, что преобразователи МСВ расположены на некотором расстоянии от поверхности ферритовой пленки.

Наиболее близок к предложенному полосно-пропускающий СВЧ-фильтр, содержащий касательно намагниченную до насыщения ферритовую пленку, нанесенную на немагнитную подложку и выполненную в виде первого и второго участков, разделенных зазором, входной и выходной микрополосковые преобразователи МСВ.

J sQ

СО

J о

00

расположенные соответственно на первом и втором участках ферритовой пленки параллельно продольной оси зазора и направлению намагничивания ферритовой пленки.

Такой фильтр имеет относительно широкую полосу пропускания, недостаточное подавление сигнала вне полосы пропускания и неравномерную АЧХ,

Целью изобретения является сужение полосы пропускания фильтра, увеличение подавления сигнала вне полосы пропускания и повышение равномерности АЧХ.

Для достижения этих целей в известном фильтре поверх ферритовой пленки размещена пластина из сегнетодиэлектрика толщиной d, которая полностью перекрывает зазор между первым и вторым участками, при этом

d

С2

ttЈf2L

где С - скорость света в вакууме;

f - нижняя рабочая часть фильтра;

L - наименьшее из расстояний между краем пластины и зазором;

к - диэлектрическая проницаемость материала пластины,

На фиг,. 1 приведена конструкция предлагаемого фильтра; на фиг. 2 - АЧХ фильтров различных конструкций.

Предложенный фильтр содержит касательно намагниченную до насыщения фер- ритовую пленку 1 (фиг. 1), нанесенную на немагнитную подложку 2, входной 3 и выходной 4 преобразователи МСВ, в виде микрополосок, находящиеся в непосредственном контакте с ферритовой пленкой 1. Последняя выполнена из первого 5 и второго 6 участков, разделенных зазором 7 таким образом, что входной преобразователь 3 находится в контакте с участком 5, выходной преобразователь 4 находится в контакте с участком 6 ферритовой пленки 1, а продольная ось зазора параллельна преобразователям 3, 4. Поверх ферритовой пленки 1 размещена пластина 8 из сегнетодиэлектрика, которая полностью перекрывает зазор 7. Толщина пластины выбрана в соответствии с условием (1). Вся структура размещена на металлическом основании 9. Подложка 2, на которую нанесена феррито- вая пленка 1, также может состоять из двух участков, разделенных зазором. Феррито- вая пленка 1 может быть выполнена из же- лезо-иттриевого граната, подложка 2 -- из галлий-гадолиниевого граната, пластина 8 - из сегнетодиэлектрика. например ниобата

бария-стронция, ниобата лития, сегнетоке- , рамикис 103.:

Предложенный фильтр работает следующим образом. Структуру, показанную на

5 фиг. помещают в касательное магнитное поле Н. При подаче на входной преобразователь. 2 СВЧтсигнала с частотой F на участке 5 ферритовой пленки 1 возбуждается поверхностная МСВ, которая распростраЮ няется в сторону выходного преобразователя 4, .В области перекрытия ферритовой пленки 1 и пластины 8 сегнетодиэлектрика МСВ возбуждает гибридную электромаг-. нитно-спиновую волну (ГЭСВ), распростра15 няющуюся в пленке 1 и пластине 8 в сторону зазора 7. Происходит преобразование ГЭСВ в электромагнитную волну, распространяющуюся в пластине 8 в сторону области перекрытия участка 6 ферритовой пленки

20 пластиной 8. В этой области происходит преобразование электромагнитной волны в ГЭСВ, которая при достижении края пластины 8 преобразуется в МСВ. Последняя распространяется на участке 6 ферритовой

25 пленки 1 и преобразуется преобразователем в СВЧ-сигнал.

Для возникновения ГСВ в области перекрытия ферритовой пленки 1 пластиной 8 необходимо, чтобы минимальная длина уча30 стка перекрытия была не меньше половины длины МСВ в ферритовой пленке (или, что то же самое, электромагнитной волны в пластине диэлектрика). Это условие обеспечивается выбором параметров пластины 8 в

35 соответствии с неравенством (1). ГЭСВ образуется в области частот Д вблизи частоты, соответствующей точке пересечения дисперсионной кривой поверхностной МСВ в ферритовой пленке и дисперсионной кри40 вой электромагнитной волны в пластине 8 сегнетодиэлектрика. Этим и обусловлены сужение полосы пропускания предложенного фильтра, увеличение подавления сигнала вне полосы пропускания и повышение рав45 номерности его АЧХ по сравнению с прототипом. Нижняя рабочая частота фильтра определяется соотношением (1). Верхняя частота определяется допустимым подавлением в полосе, зависящим от частотной за50 висимости потерь в ферритовой пленке и пластине сегнетодиэлектрика. Настройка фильтра на рабочую частоту производится внешним полем подмагничивания.

На фиг. 2а приведена эксперименталь55 ная АЧХ фильтра, содержащего пластину 8 из ниобата Ва, Sr( e 400) тол щи ной d 1,9 мм. Величина зазора 7 составляет 0,6 мм, длина участков перекрытия пленки 1 и пластины 8 составляет Li л 5 мм. Для сравнения на фиг, 26 приведена экспериментальная АЧХ того же фильтра, но без пластины 8 сегнетодиэлектрика.

Из приведенных характеристик видно, что предложенный фильтр по сравнению с

прототипом имеет значительно большее подавление сигнала вне полосы пропускания, равномерную АЧХ и более узкую полосу

пропускания.

Изобретение может быть использрва- но в радиотехнических системах сантимет-; рового диапазона; Сущность изобретения: полосно-пропускающий СВЧ фильтр содержит касательно намагниченную до насыщения ферритовую пленку, нанесенную на немагнитную подложку и выполненную в виде первого и второго участков, разделенных зазором, входной и выходной м и к р о п о л о с к о в ы ё преобразователи ма гнитрстатических волн, расположенные соответственно на первом;и втором участ-ках ферритовой пленки и параллельные продольной оси зазора и направлению намагничивания ферритовой пленки. С ц:елью сужения полосы пропускания, увеличения подавления сигнала вне полосы про- пускания и повышения равномерности АЧХ, поверх ферритовой пленки размещена введенная пластина из сегнетодйэле кт- рика толщиной d, которая полностью перекрывает зазор между первым и вторым участком, npvi этом d С /7Tf;f2L, где С - скорость света в вакууме, f - нижняя рабочая .частота фильтра, L - наименьшее расстояние между краем пластины и зазором, Ј - диэлектрическая проницаемость, материала пластины. .1,ил. СО с

Формула изобретения Полосно-пропускающий СВЧ-фильтр, содержащий касательно намагниченную до насыщения ферритовую пленку, нанесенную на немагнитную подложку и выполненную в виде первого и второго участков, разведенных зазором, входной и выходной преобразователи магнитостатических волн, расположенные соответственно на первом и втором участках ферритовой пленки и параллельные продольной оси зазора и направлению намагничивания ферритов ой пленки, отличающийся тем, что, с целью сужения полосы пропускания, увеличения подавления сигнала вне полосы пропускания и повышения равномерности АЧХ,

тШШШЯШЯг

Фм.1

поверх ферритовой пленки размещена введенная пластина из сегнетодиэлектрика толщиной d, которая полностью перекрывает зазор между первым и вторым участками,

при этом

d

С

ЛЕ

f2L

где С - скорость света в вакууме;

f - нижняя рабочая частота фильтра;

L - наименьшее из расстояний между краем пластины и зазором;

Ј - диэлектрическая проницаемость ма- . териала пластины.

.г/. л