Фильтр гармоник Советский патент 1979 года по МПК H01P1/20 

зонаторы 6, длина которых равна четверти длины волны третьей гармоники.

Фильтр гармоник работает следуюш,им образом. Энергия рабочей частоты, поступающая на вход фильтра в виде волны Ню с вертикальной ориентацией вектора электрического поля, делится тонкими пластинами 2 на равные синфазные части без заметного отражения, так как вектор электрического поля ориентирован перпендикулярно пластинам.

Волны, распространяющиеся в зазорах между пластинами, проходят одинаковые пути, получают одинаковые фазовые сдвиги и поэтому проходят на выход фильтра без отражения.

Отражения от изгибов невелики и к тому же взаимно компенсируются, так как расстояние между ними равно Д рабочей длины волны. Отражения от щелей 3 и 4 также невелики, поскольку длина щелей 3 и 4 на рабочей частоте далека от резонансной и составляет соответственно /4 и Ve рабочей длины волны. Кроме того, так как число волноводов четное, все волны, отраженные от указанных щелей, попарно компенсируются на входе фильтра. Это связано с тем, что фазы таких отраженных волн, поступающих от двух расположенных через один волноводов (например, от первого и третьего), в одном сечении на входе фильтра отличаются на 180°, вследствие смещения указаиных волноводов на четверть рабочей длины волны вдоль оси волновода 1.

На частотах 2-й и 3-й гармоник энергия может, распространяться в виде многих типов волн. Волны, вектор электрического поля которых параллелен пластинам, не могут распространяться в зазорах между пластинами, так как расстояние между пластинами меньще 0,15 рабочей длины волны, и образованиые пластинами волноводы являются запредельными для частот 2-й и 3-й гармоник. Энергия этих волн полностью отражается нластинами и не проходит на выход фильтра. Волны, вектор электрического ноля которых иерпендикулярен пластинам, проходят в зазоры между пластинами в виде волн типа Нцо.

Поскольку ширина волноводов, образованных пластинами, много больше длин волн 2-й и 3-й гармоник, практически все типы волн Нпо, за исключением волны самого высокого порядка, имеют примерно одинаковую фазовую скорость, близкую к скорости света. На частоте второй гармоиики каждые две волны, проходящие в зазорах между пластинами 2 по обе стороны от каждой щели 3, будут иметь противоположные фазы, вследствне смещения изгибов друг относительно друга у двух соседних пластин вдоль оси волновода 1 до и после линии излома на /в рабочей длины волны. Поэтому щели 3 интенсивно возбуждаются и отражают энергию волн второй

гармоники, так как их длина равна половине длины волны этой гармоннки.

В предложенном фильтре для увеличения отражения используется два ряда щелей, разнесенных друг от друга на /4 длины волны второй гармоники. Дальнейшее увеличение отражения на частоте второй гармоники может быть получено путем наращивания числа рядов щелей, расположеиных на расстоянии /4 длины волны гармоники друг относительно друга. Отраженные волны в двух соседних зазорах возвращаются к входу фильтра с одинаковой фазой и преобразуются в общем волноводе в ряд волн типа Нцо, распространяющихся к передатчику. Энергия третьей гармоники поступает в зазоры между пластинами также в виде волн типа Н„о. Волны третьей гармоники в соседних зазорах между иластинами получают после прохождения изгибов на переднем конце пластины сдвиг фаз, равный 270°, потом после прохождения части изгиба на заднем конце пластин приобретают еще дополнительный сдвиг фаз, равный минус 90°. В результате по обе стороны от щелей 4 фазы этих волн отличаются па 180°. Щели 4 интенсивно возбуждаются н отражают энергию воли третьей гармоники, так как их длина равна половине длины волны этой гармоники. Отраженные волны в каждых двух соседних зазорах возвращаются к входу фильтра с одинаковой фазой и распространяются к передатчику.

Технико-экономическая эффективность фильтра гармоник заключается в уменьшении потерь в полосе рабочих частот, увеличении затухания частоты второй гармоинки и повышении надежностн.

Формула нзобретепия

Фильтр гармоник, содержащий отрезок прямоугольного волновода, внутри которого на равных расстояниях одна от другой параллельно широкой стенке установ.лено нечетное число металлических пластии с рядами поперечных щелей, настроенных соответственно на частоту второй и третьей гармоник, отличающийся тем, что, с целью уменьшения потерь в полосе рабочих частот, увеличения затухания частоты второй гармоники и повышения надежности, отрезок прямоугольного волновода и металлические иластины выполнены Z-образной формы с длиной наклонного участка, равной 4 длины рабочей волны, и расстояние между углами соседних металлических пластин по оси отрезка прямоугольного волновода равно /з длины рабочей волны, а ряды поперечных шелей выполнены в наклонных участках широких стенок отрезка прямоугольного волновода и каждой металлической пластииы, причем ряды поперечных щелей, настроенных на частоту