Фильтрующее устройство Советский патент 1981 года по МПК H01P1/207 

. -. Изобретение относится к СВЧ технике и может использоваться при создании перестраивае «лх полосно-пропускающих волноводных фильтров. Известно фильтрующее устройство, содержаиее щелевой мост и два отрез ка вояновода замкнутых на конце пор нями, установленными с возможностью перекющения, при этот первый из отрезков волновода подключен к одному из смежвйлс плеч щелевого моста . Однако данное фильтрующее устройство не обеспечивает независимости регулировки частоты и полосы пропускания.. Цель изобретения. - обеспечение.не зависимости регулировки частоты и полосы пропускания.. Для этого в фильтрующее устройстВО, содержащее щелевой мост и два от резка волновода, замкнутых на конце ПО1Ж1НЯ, установлённьми с возможность перемещения, при этом первый из отрезков волновода подключен к одному из смежных плеч щелевого моста, введен фазовращатель, подключенный входом к другому смежному плечу щелево го моста, а выходом - ко второму отрезку волновода. На чертеже представлена структурная электрическая схема пре.тлагаемого фильтрующего устройства. Фильтрукяцее устройство содержит щеЛевой мост 1, имеквдий первый 2 и второй 3 входа, а также первый выход 4, два отрезка волновода 5 и 6, замкнутых на концах 7 и 8 поршнями, установленными с возможностью перемещения, фазовращатель 9. , Фильтрующее устройство работает следующим образом. Сигнал, поступающий на первый вход 2 щелевого моста 1 разделяется в нем на два канала. В одном из каналов этот сигнал распространяется по отрезку волновода 5, отражается от его замкнутого конца 7, проходит вновь через щелевой мост, но уже в обратном направлении, и поступает на оба входа 2 и 3 щелевого моста 1, один из которых (вход 2)-является входом, а второй вход 3 - выходом всего фильтрующего устройства. Аналогично 9игнал с выхода 4 щелевого моста 1 проходит через фазовращатель 9, распространяется по отрезку волновода б и после . отражения от его замкнутого конца 8 через щелевой мост 1 поступает на те же входы 2 и 3. Результирующие отражениые сигналы на входах 2 и 3 являютtfl суммой указанных сигналов на этих входах, 1ренебрегая диссипативными поте,рями, сигналы, поступающие на выход фильтрующего устройства, имеют одинаковые амплитуда, но сдвинуты по фазе на величину л Ч f-г1C(2e/Л), И) € - разность длин отрезков волноводов 5 и 6; X Длина волны в волноводе; р - сдвиг фаз в фазовращателе 9 Коэффициент 2 в (1) перед 6 и f учитывает тот факт, что сигналы про.ходят через отрезки волноводов 5 и б Ифазовращатель 9 дваждаа - в пря мом и обратном направлении. Для тех длин волн для которых л.Ч27 и где п - целое число, сигналы на выхо де фильтрующего устройства оказывают ся в фазе. Частоты, соответствующие этим длинс1М волн, являются центрами полос прозрачности. Из (1) получают ч , z-fre НТГ-Ч Учитывая, что длина волны в волноводе Д. о связана с длиной волны в свободном пространстве Л-о соотношением° -/ГЩГ где а - размер широкой стенки волновода , fe где fp - центральная частота полосы прозрачности фильтрующего устройства; с - скорость света в свободном пространстве, получают (} С Аналогично для центральной части по лосы запирания f,на которой выпол няется условие Лт-(1и + 1)ТГ, получают rVF 2H inc;

Поскольку данноефильтрующее устройство перестраивается по частоте, для него задается центральная частот диапазона перестройки Предполагают, что на частоте fo.cp сдвиг фаз, в носимый фазовращателем, близок к нулю. Тогда, изменяя величи ну Ч от -1Г до It, можно получить на частоте f Q .р при фиксированном п (а.следовательно, и при фиксированной полосе 2 л как центр полосы

,..-lf VFJKSf-VHa1:

ПЧ

Учитывая, что обычно п 10, получают в первом приближении

2л Г7

(6)

2еУ-1+(е/аи) прозрачности, так и центр полосы непрозрачности. Практически всегда для того, чтобы зависимости (Ч )и (t) были близки к линейным, следует выбирать п так,чтобы выполнялось неравенство ап С. . Применяя это условие и приравнивая для центральной частоты fo,cp сдвиг фаз фазовращателя , получают из (2) простые выраженияТеперь из (4) становится очевидным физический сялысл величины п - это отношение центральной частоты к полосе пропускания, т.е. добротность фильтрующего устройства. Теперь методика выбора параметров Е , п и Ч , входящих в (2), (3), (4), такова. Фазовргидатель выбирают с пределами регулировки от -7Г до 1t. Величину п определяют как число, ближайшее к отношению центральной частоты перестройки к полосе пропускания на этой частоте, т.е. п г.СьСг.1 (5) 1 2uf J, где символ х означает операцию взятия целого от числа х.. При этом следует иметь в виду что, поскольку практически всегда добротность фильтрующего устройства , ошибка в определении величины п на одну-две единицы практически не повлияет на параметры фильтра. Величину Е выбирают в соответствии с (6) при заданном размере отрезка волновода а и вычисленном значении п. Как видно из (2) и (3), регулируя фазу Чфазовращателем, можно при постоянной Ч перестраивать частоты fo и f . Например, при изменении фазы f на величину а - 7С/1 частоты прозрачности fo и запирания f меняются местами. При больших значениях ап по сравне:нию с 6 зависимость fp и f от Y близка к линейной. Изменяя величину 6, можно изменить разность частот ои и зи фактически полосу прозрачности (и непрозрачности) фильтруквдего устройства. Полагая, например, в частном случае V О из (2) и (3) имеют