ДВУХПОЛОСНЫЙ ФИЛЬТР

Двухполосный фильтр
Полезная модель относится к радиотехнике высоких частот и может быть использовано во входных цепях радиоприемных устройств.
10
1
1
20
2
2
Известный микрополосковый двухполосный полосно-пропускающий фильтр содержащий диэлектрическую подложку, одна сторона которой металлизирована и выполняет функцию заземляемого основания, а на вторую сторону параллельно нанесены прямолинейные полосковые проводники, образующие электромагнитно связанные микрополосковые резонаторы, в которых входной и выходной проводники подключены к портам фильтра. Характеристики макета: низкочастотная полоса пропускания имеет центральную частоту f-1.53 ГГц, ширину Δf=0.07 ГГц по уровню 3 дБ, минимальные потери L=1.0 дБ, высокочастотная полоса пропускания имеет центральную частоту f=2.07 ГГц, ширину Δf=0.07 ГГц по уровню 3 дБ, минимальные потери L=2.0 дБ. (Патент на изобретение №2480866 С1. Микрополосковый двухполосный полосно-пропускающий фильтр. - МПК: Н01Р 1/00). Данное устройство принято за прототип.
Недостатком данного технического решения является относительно большая полоса пропускания (порядка 5%) и значительные потери сигнала.
Основной задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, заключается в обеспечении двухполосной селекции сигналов в радиоприемных устройствах с малыми потерями во входных цепях преселектора. Устройство позволяет объединить в один корпус два полосовых объемно-резонаторных фильтра и два частотно-разделительных устройства, что, в итоге, дает уменьшение габаритов и снижение потерь принятого сигнала в двухполосном фильтре при уменьшении относительных полос пропускания до ≈2,5% за счет использования укороченных резонаторов с воздушным заполнением.
Поставленная задача решается тем, в известном двухполосном фильтре содержаться резонаторы, в которых входной и выходной проводники подключены к портам фильтра, новым является то, что
два полосовых фильтра на укороченных стержнях расположенные параллельно друг другу, диаметры всех цилиндрических резонаторов одинаковы, окна связи между резонаторами в виде круглого отверстия является общим для обоих фильтром;
камера с петлей связи выполняет функцию частотно-разделительного устройства, петли связи выполнены в виде буквы П с заземленными основаниями, сигнал подается (снимается) на точку запитки в середине перекладины;
два полосовых фильтра на укороченных стержнях и частотно-разделительное устройство объединены в общий корпус.
Отличительными признаками предлагаемого двухполосного фильтра являются
наличие П-образной петли связи с подключением порта к перекладине;
параллельное расположение двух полосовых фильтров с одинаковыми диаметрами цилиндрических резонаторов;
общее окно связи между резонаторами фильтров в виде отверстия.
Петля связи, находящаяся в общей для обоих фильтров камере, выполняет функцию частотно-разделительного и согласующего устройства. Два полосовых фильтра на укороченных стержнях и два частотно-разделительных устройства, таким образом, объединены в общий корпус, что значительно упрощает технологию изготовления фильтра и минимизирует габариты. При условии разноса полос пропускания более чем на 20% наличие второй полосы пропускания не сказывается на потерях в каждой из полос. В результате, отсутствуют потери на частотное разделение и последующее сложение сигналов.
Предлагаемое техническое решение позволяет:
- объединить конструктивно два частотно-разделительных устройства и два полосовых объемно-резонаторных фильтра;
- уменьшить габариты устройства;
10
1
1
20
2
2
- пропускать низкочастотную полосу с центральной частотой f=1.118 ГГц, ширину Δf=0.035 ГГц по уровню 3 дБ, минимальные потери L=0.9 дБ, высокочастотную полосу пропускания с центральной частотой f=1.495 ГГц, ширину Δf=0.04 ГГц по уровню 3 дБ, минимальные потери L=l.4 дБ.
Признаки, отличающие заявляемое техническое решение от прототипа, не выявлены в других технических решениях и, следовательно, обеспечивают заявляемому решению соответствие критериям «новизна» и «изобретательский уровень».
Заявляемая полезная модель предназначена для использования во входных цепях преселектора двухполосных радиоприемных устройств с малыми потерями.
Сущность полезной модели показаны на структурной схеме (фиг. 1) и графических материалах.
Пример реализации двухполосного фильтра показан на фиг. 1.
Два полосовых резонаторных фильтра на укороченных стержнях (1), расположены параллельно друг другу, при этом диаметры всех цилиндрических резонаторов одинаковы. Окно связи (2) между резонаторами фильтров в виде круглого отверстия является общим для обоих фильтров. Между портами (3) и полосовыми фильтрами находится камера с петлей связи (4). Камера с петлей связи (4) выполняют функцию частотно-разделительно и согласующего устройства, т.е. обеспечивают согласование полосовых фильтров с портом (3). Два полосовых фильтра на укороченных стержнях (1) и два частотно-разделительных устройства (4) объединены в общий корпус (5).
На фиг. 2 показан пример конструкции частотно-разделительного устройства (камеры с петлей связи).
Камера (1) образована в виде выборки в корпусе фильтра (2), в которую вставляется печатная плата с петлей связи (3) в виде буквы П с заземленными основаниями. Порт (5) подсоединяется к середине перекладины (4) петли связи (3). Печатная плата с петлей связи (6) смонтирована с помощью металлической заземляющей стойки (7) на крышке камеры со вставленным в нее портом.
По результатам расчетов изготовлен макет двухзвенного двухполосного фильтра на частоты 1.118 ГГц и 1.495 ГГц на укороченных стержнях. Габариты устройства 35×19×16 мм (фиг. 3).
1
н
1
2
в
2
Измеренная амплитудно-частотная характеристика макета фильтра приведена на фиг 4. Измеренная характеристика согласования приведена на фиг 5. Фильтр имеет минимальные потери L=0,9 дБ на f=l,118 ГГц при полосе пропускания Δf=0,035 ГГц по уровню минус 3 дБ, соответственно минимальные потери L=l,4 дБ на f=1,495 ГГц при Δf=0,04 ГГц.
.