ФИЛЬТР ГАРМОНИК Советский патент 1969 года по МПК H03H9/46 

Известньп фильтр грамоник представляет собой отрезок волновода прямоугольного или круглого сечения, в стенках которого нрорезан ряд щелей, к которым иодсединяются дополнительные волноводы уменьшенного сечения, занолненные ноглощаюищм материалом.

Размеры щели и соответственно размеры поперечного сечения доиолннтельных волноводов выбраны таким образом, чтобы онн были MeHbHie критических размеров в пределах рабочей полосы частот и больиле критических размеров для частот гармоник. Благодаря такому выбору размеров энергия основных частот проходит по волноводу беспрепятственно, не ответвляяясь в дополнительные волноводы и не нспытывая заметного поглон;ения. Энергия гармоник, распространяясь вдоль основного волновода, ответвляется в доиолнительные волноводы, где и иоглощается в нагрузках. Для обеспечення высокого согласования н малых потерь фильтра на основной частоте размеры щели связи (размеры поперечного сечения дополнительных -волноводов) делаются значительно меньше разамеров поперечного сечения основного волновода. При этом в каждом дополнительном волноводе поглощается только небольщая часть энергии гармоник.

воде ноглощается малая часть энергнн гармоники и поэтому для обеспечення больщого затухания требуется значительное число дополнительных волноводов, последнее обусловливает большие размеры и вес фильтра.

Предлагаемый фильтр гармоник отличается тем, что каждый ноглощающий элемент выполнен в виде резонатора, представляющего собой короткозамкнутый отрезок волновода прямоугольного сечения, частично заполненного ноглощающим материалом таким образом, чтобы его добротность была порядка 8-15. Длина резонатора близка к ноловинс длины волны гармоники в волноводе, ширина нревышает нолов,ину длины волны гармоники в свободном пространстве. Волноводиый резонатор, являясь запредельным волноводом для .основной частоты, резонирует на частотах поглощаемых гармоник, настройка резонатора осуществляется подбором его длины.

Фильтр гармоник, вынолненный из таких резонансных элементов, дает значнтельное иоглощение энергии гармоник только в нределах сравнительно узкой нолосы частот. В тех случаях, когда требуется расширение полосы поглощаемых частот гармоник в предлагаемом фильтре используется несколько групп волноводных резонаторов, отличающихся друг от друга размерами широкой стенки, т. е. резоПредлагаемый фильтр позволяет увеличить затухание гармоник и расширить нолосу частот поглощаемых гармоник.

На чертеже изображена конструкция предлагаемого фильтра гармоник.

ф.ильтр гармоник представляет собой отрезок волновода прямоугольного сечения, который служит основанием фильтра и является частью линии передачи. Этот прямоугольный волновод / разделен пополам тонкой продольной пластиной 2, параллельной широким стенкам 3 на последних смонтированы группы 4-8 волноводных резонаторов и т. д. Каждая группа состоит из резонаторов, имеющих одинаковую ширину, частично заполненных поглощающим материалом 9 (ппастина). Размеры щироких стенок резонаторов группы 4 превыщают соответствующие размеры резонаторов группы 5, последние превышают соответствующие размеры резонаторов группы 6 и т. д.

Для получения необходимой добротности резонатора (значительное ноглощение энергии гармояик) размер широкой стенки резонатора целесообразно выполнять близким к критическому. Как показывает экспериментальное исследование, большое поглощение получается в том случае, когда размер широкой стенки резонатора превышает половину длины волны гармоники в свободном пространстве не более, чем на 15%.

Работает фильтр следующим образом. Энергия основной волны и ее гармоники, распространяясь по линии передачи, поступают на вход фильтра гармоник. JPa3Mepbi волноводов резонаторов групп 4-8 выбраны таким образом, что энергия основных частот проходит по основному волноводу /, незначительно ответвляясь в волноводы резопаторов. Это достигается тем, что ширина широкой стенки каждого резонатора превышает половину длины волны гармоники в свободном пространстве не более, чем яа 15%.

На частотах поглощаемых гармоник возбуждаются группы резонаторов 4-8 и интенсивно поглощают энергию гармоник. Таким образом, например, при работе фильтра гармоник в полосе частот 6,5-7,8 Ггц на нижнем участке частот заданного диапазона возбуждается четвертая группа резонаторов, настроенная на наибольшую длину волны диапазона. Затухание, вносимое четвертой группой резонаторов, составляет примерно 35-40 дб в

полосе 200-250 Мгц, по мере возрастания частоты гармоник возбуждается пятая группа резонаторов, настроенная на несколько меньП1ую длину волны; в свою очередь, эта группа резонаторов вносит затухание 35-40 дб в полосе 200-250 Мгц на более высоких частотах гармоники, затем с ростом частоты гармоники возбуждается шестая группа резонаторов и т. д.

Для иллюсстрации нринципа действия

фильтра гармоник приведено устройство, содержащее пять групп волноводных резонаторов, количество групп волноводных резонаторов и соответственно величина затухания вносимого фильтром гармоник зависят от требований, предъявляемых к фильтру гармоник.

Предмет изобретен и я

1.Фильтр гармоник, состоящий из отрезка волновода нрямоугольного сечения, разделенлого пополам продольной пластиной, параллельной широким стенкам, и двух рядов волноводных поглощаюи1,их элементов, связанных с упомянутым отрезком волновода через отверстия в широких стенках, отличающийся

тем, что, с целью увеличения затухания гармоник, вносимого каждым поглощаюпгим элементом, ноглощающий элемеит выполнен в виде резонатора, представляющего собой короткозамкнутый отрезок волновода прямоугольного

сечения, частично заполненного поглощающим материалом таки.м образом, чтобы его добротность была порядка 8-15, длиной, например, равной половине длины волны гармоники в волноводе, и щириной, превышающей половину

длины волны гармоники в свободном пространстве Не более, чем на 15%.

2.Фильтр гармо гак по п. 1, отличающийся тем, что, с целью расширения по.чосы частот поглощаемых гармоник, поглощаюи;ие волноводные резонаторы разбиты на группы, которые отличаются одна от другой размерами щироких стенок волноводов, например, на пять процентов.

Б-Ь