ПОЛОСОВОЙ СВЕРХВЫСОКОЧАСТОТНЫЙ ФИЛЬТР
BAND MICROWAVE FILTER

Предлагаемое изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано для селекции в СВЧ трактах.
Известен полосовой СВЧ фильтр [1], состоящий из регулярных U-образных электромагнитно связанных отрезков микрополосковых линий, разомкнутых на обоих концах, с постоянным расстоянием между отрезками микрополосковых линий на длине области связи, к крайним из отрезков подключены входная и выходная линии соответственно.
Этот фильтр является наиболее близким аналогом к предлагаемому устройству и выбран в качестве прототипа. Недостатком этого фильтра является ухудшение избирательности в полосе задерживания из-за наличия побочных полос пропускания на частотах, кратных удвоенной центральной частоте.
Задача изобретения - улучшение избирательности фильтра за счет подавления побочных полос пропускания.
Поставленная задача решается тем, что в известной схеме полосового СВЧ фильтра, состоящего из регулярных U-образных электромагнитно связанных отрезков микрополосковых линий, разомкнутых на обоих концах, с постоянным расстоянием между ними на длине области связи, к крайним отрезкам которого подключены входная и выходная линии соответственно, боковые отрезки нечетных U-образных микрополосковых линий выполнены нерегулярными с шириной проводников, уменьшающейся от краев области связи к центру, а боковые отрезки четных U-образных микрополосковых линий выполнены в виде элементов одинаковой ширины на длине области связи.
Сопоставительный анализ показывает, что заявляемое техническое решение отличается от прототипа тем, что боковые отрезки нечетных U-образных микрополосковых линий выполнены нерегулярными с шириной проводников, уменьшающейся от краев области связи к центру, а боковые отрезки четных U-образных микрополосковых линий выполнены в виде элементов одинаковой ширины на длине области связи.
При сравнении заявляемого технического решения не только с прототипом, но и с другими известными техническими решениями в науке и технике, не обнаружены решения, обладающие сходными признаками.
На фигуре 1 приведена электрическая схема предлагаемого устройства. Устройство состоит из U-образных микрополосковых линий, разомкнутых на обоих концах, с постоянным расстоянием между отрезками микрополосковых линий на длине области связи. Боковые отрезки нечетных U-образных микрополосковых линий 1 выполнены нерегулярными с шириной проводников, уменьшающейся от краев области связи к центру, а боковые отрезки четных U-образных микрополосковых линий 2 выполнены в виде элементов одинаковой ширины на длине области связи. К крайним отрезкам подключены входная 3 и выходная 4 линии.
Устройство работает следующим образом.
Сигнал рабочей частоты через входную линию 3 поступает на систему связанных между собой микрополосковых U-образных резонаторов 1 и 2, каждый из которых выполнен на отрезках линии, разомкнутой на ее концах, а затем через линию 4 поступает на выходные зажимы фильтра. В целом, как показано в [1], такая система образует полосовую цепь. При этом амплитудно-частотная характеристика этой цепи образует побочные полосы пропускания, средние частоты которых кратны основной, рабочей частоте фильтра. Это обуславливается тем, что входное сопротивление каждого из резонаторов имеет чередующиеся максимумы и минимумы его реальной, мнимой частей и модуля, как это показано в работе [2]. Рассмотренный в [2] случай характеризуется постоянными, независимыми от частоты вторичными параметрами линии - ее волновым сопротивлением ρ и постоянной распространения γ.
В предложенном варианте фильтра ширина проводников линий, образующих нечетные резонаторы, изменяется по длине линии, это приводит к тому, что параметры ρ и γ будут зависеть от длины линии, образующей полосковый резонатор, и, следовательно, от частоты.
Проведенный электромагнитный анализ предлагаемого фильтра, результаты которого приведены на фигуре 2, подтверждает корректность заявляемого решения.
Таким образом, предложенная схема фильтра позволяет проектировать селективные устройства СВЧ диапазона, обеспечивая высокие требования по затуханию в полосе задерживания.
Источники информации
1. Lancaster M.J, Jia-Sheng Hong. Microstrip Filters for RF/ Microwave Applications. John Wiley & Sons, mc., 2001. - 471 p.
2. Белецкий А.Ф. Основы теории линейных электрических цепей. - М.: Связь, 1967. - 608 с.