МИКРОПОЛОСКОВЫЙ СВЧ ПОЛОСНО-ПРОПУСКАЮЩИЙ ФИЛЬТР

Полезная модель относится к сверхвысокочастотной технике, а именно к микрополосковым сверхвысокочастотным полосно-пропускающим фильтрам, которые применяются для фильтрации полезных и подавления паразитных сигналов в сверхвысокочастотных устройствах.
Основными областями применения полосно-пропускающих фильтров являются сверхвысокочастотные приемные и передающие устройства для:
- радиорелейных и спутниковых систем связи,
- радиолокационных станций,
- и т.д.
Известны полосно-пропускающие фильтры [1, 2], содержащие резонаторы. Длина каждого резонатора фильтра равна четверти длины волны на средней частоте полосы пропускания. Один конец резонатора короткозамкнут, а другой - разомкнут. Связь между резонаторами осуществляется за счет краевых полей между соседними частями резонаторов. Вход и выход фильтра подключен к первому и последнему резонаторам.
Эти фильтры позволяют пропускать полезные сигналы на частотах в полосе пропускания фильтра с малыми потерями и подавлять сигналы вне полосы пропускания фильтра. Однако, из-за того, что длина резонатора составляет четверть длины волны полезных сигналов, то подавление сигналов в паразитной полосе пропускания третьей гармоники, значительно ухудшается. Это ухудшает такую техническую характеристику фильтра как внеполосное подавление сигнала.
Наиболее близким техническим решением является полосно-пропускающий фильтр на четвертьволновых резонаторах [3].
Фильтр содержит диэлектрическую подложку, на одну сторону которой нанесено заземляемое металлизированное основание, а на другую нанесены микрополосковые проводники, образующие четвертьволновые резонаторы. Резонаторы расположены последовательно и связанны между собой. Один конец резонаторов свободный, а другой - короткозамкнут. Вход и выход фильтра подключен к первому и последнему резонаторам. Топология фильтра показана на фиг.1.
Этот фильтр, как и описанные выше аналоги, позволяет пропускать полезные сигналы на частотах в полосе пропускания фильтра с малыми потерями и подавлять сигналы вне полосы пропускания фильтра, но подавление сигналов вне полосы пропускания обеспечивается, исключая сигналы паразитной полосы пропускания третьей гармоники.
Технический результат предлагаемого полосно-пропускающего фильтра заключается в улучшении внеполосного подавления сигнала, включая паразитную полосу пропускания третьей гармоники.
Предлагаемый микрополосковый СВЧ полосно-пропускающий фильтр представляет собой диэлектрическую подложку, на одну сторону которой нанесено заземляемое металлизированное основание, а на другую нанесены микрополосковые проводники, образующие шпилечные резонаторы. Резонаторы расположены последовательно и связанны между собой. Один конец каждого резонатора свободный, а другой -короткозамкнут. Вход и выход фильтра подключен к первому и последнему резонаторам. Дополнительно нанесены два микрополосковые проводника, которые образуют режекторы настроенные на частоту паразитной полосы пропускания третьей гармоники. Один конец первого проводника соединен с серединой первого резонатора, а второй конец свободен. Один конец второго проводника соединен с серединой последнего резонатора, а второй конец свободен.
Технический результат данного предложения достигается тем, что дополнительные микрополосковые проводники образуют режекторы, настроенные на частоты паразитной полосы пропускания третьей гармоники, что позволяет уверенно подавлять сигналы в паразитной полосе пропускания третьей гармоники, тем самым улучшить такую техническую характеристику фильтра как внеполосное подавление сигнала
Сущность предлагаемого фильтра поясняется чертежами.
На фиг.1 показана топология фильтра- прототипа.
На фиг.2 показана топология предлагаемого попоено-пропускающего фильтра.
На фиг.3 показана амплитудно-частотные характеристика полосно-пропускающего фильтра - аналога
На фиг.4 показана амплитудно-частотная характеристика предлагаемого полосно-пропускающего фильтра.
Предлагаемый полосно-пропускающий фильтр содержит диэлектрическую подложку 1, на одну сторону которой нанесено заземленное металлизированное основание 2, а на другую нанесены микрополосковые проводники, образующие последовательно расположенные и связанные между собой резонаторы 3, 4 и 5, один конец каждого короткозамкнут, а второй свободный. К первому резонатору подключен вход фильтра 6, а к последнему резонатору подключен выход фильтра 7. Длина промежуточных резонаторов фильтра равна четверти длины волны на средней частоте полосы пропускания. Связь между резонаторами осуществляется за счет краевых полей между соседними резонаторами. Дополнительный микрополосковый проводник 8 одним концом соединен с серединой первого резонатора 3, а его второй конец свободен. Дополнительный микрополосковый проводник 9 одним концом
соединен с серединой последнего резонатора 5, а его второй конец свободен.
Фильтр работает следующим образом. Входной сигнал, содержащий полезные сигналы в полосе пропускания фильтра и паразитные сигналы вне полосы пропускания, поступает на вход фильтра 6, подключенный к первому резонатору 3. Полезный входной сигнал в полосе пропускания фильтра проходит от входа фильтра 6 через связанные между собой резонаторы 3, 4, 5 на выход фильтра 7. Паразитные сигналы вне полосы пропускания, за исключением сигналов в паразитной полосе пропускания третьей гармоники, отражаются от входа фильтра 6 за счет частотно-избирательных свойств фильтра. Сигналы в паразитной полосе пропускания третьей гармоники подавляются и не проходят на выход фильтра за счет режекторов, которые образованы дополнительными микрополосковыми проводниками 8 и 9.
Сравнение амплитудно-частотных характеристик попоено-пропускающего фильтра- прототипа и амплитудно-частотной характеристики предлагаемого фильтра показывает, что получено увеличение подавления внеполосного сигнала на 20 дБ и более.
Источники информации
1. Г. Ханзел Справочник по расчету фильтров. Перевод с английского В.А.Старостина под редакцией Е.А.Знаменского, Москва, «Советское радио», 1974.
2. В.Н.Банков, Л.Г.Барулин, М.И.Жодзишский м др. Радиоприемные устройства. Москва, «Радио и связь» 1984.
3. И.Н.Дутышев. Проектирование и расчет фильтров на четвертьволновых короткозамкнутых шпилечных резонаторах. Электронная техника, серия 1, СВЧ-техника, выпуск 5 (493), 2007.