ВЫСОКОИЗБИРАТЕЛЬНЫЙ ПОЛОСНО-ПРОПУСКАЮЩИЙ ФИЛЬТР

Прилагаемая полезная модель относится к сверхвысокочастотной технике и может быть использована в системах телекоммуникаций.
Из существующего уровня техники известен полосно-пропускающий фильтр, выполненный в виде микрополосковых полуволновых резонаторов на диэлектрической подложке (Вендик И.Б. Нелинейные характеристики резонаторов и фильтров на пленках высокотемпературного сверхпроводника / И.Б. Вендик, С.А. Гальченко, М.Н. Губина, В.В. Кондратьев и др. // Письма в ЖТФ, 1998, том 24, вып. 24. С. 24-29). Однако такой фильтр обладает увеличенными габаритными размерами в нижней части сверхвысокочастного диапазона и малым уровнем запирания вне рабочей полосы частот.
Наиболее близким аналогом является высокоизбирательный полосно-пропускающий фильтр, выполненный в виде микрополосковых резонаторов S-образной формы на пленке высокотемпературного сверхпроводника (ВТСП) на диэлектрической подложке (Ситникова М.Ф. Моделирование и экспериментальное исследование микрополосковых резонаторов и фильтра на основе высокотемпературного сверхпроводника / М.Ф. Ситникова, И.Б. Вендик, О.Г. Вендик, Д.В. Холодняк и др. // Письма в ЖТФ, 2010, том 36, вып. 18. С. 67-74; Вендик И.Б. Особенности технологии пленок высокотемпературных сверхпроводников для СВЧ-фильтров / И.Б. Вендик, О.Г. Вендик, К.Н. Земляков, И.В. Колмакова и др. // Письма в ЖТФ, 2011, том 37, вып. 9. С. 64-69). Полосно-пропускающий фильтр на S-образных резонаторах обладает более высоким уровнем запирания за пределами рабочего диапазона частот и уменьшенными массогабаритными показателями. Недостатком данной конструкции является невозможность обеспечения положения нулей передачи на произвольных частотах в полосе запирания фильтра.
Задачей, на решение которой направлено предлагаемое техническое решение, является увеличение уровня запирания посредством введения нулей передачи на произвольно заданных частотах в полосе запирания.
Для решения поставленной задачи полосно-пропускающий фильтр так же, как и известное решение, выполнен с использованием микрополосковых резонаторов S-образной формы, входного и выходного элементов возбуждения. Но, в отличие от известной конструкции полосно-пропускающего фильтра, предлагаемая конструкция фильтра выполнена в виде набора S-образных резонаторов на диэлектрической подложке, в которую дополнительно введена связь между элементами возбуждения, а также между несоседними резонаторами, выполненная в виде отрезка микрополосковой линии передачи и емкостного элемента, реализованного в зазоре отрезка линии передачи.
Достигаемым техническим результатом является увеличение уровня запирания за пределами рабочей полосы пропускания за счет введения дополнительных нулей передачи на произвольно заданных частотах в полосе запирания полосно-пропускающего фильтра симметрично относительно полосы пропускания фильтра, вследствие использования дополнительной связи между входными и выходными элементами возбуждения и несоседними резонаторами, причем дополнительная связь формируется введением отрезка микрополосковой линии передачи и емкостного элемента, реализованного в зазоре в центре отрезка микрополосковой линии передачи.
Полезная модель иллюстрируется чертежом.
Высокоизбирательный полосно-пропускающий фильтр содержит четное число резонаторов S-образной формы 1, входной 2 и выходной 3 элементы возбуждения и отрезок линии с дополнительной связью 4 между входным и выходным элементами возбуждения и несоседними резонаторами, выполненными в виде микрополосковых отрезков линии передачи на диэлектрической подложке 5. Отрезок линии передачи с дополнительной связью 4 содержит емкостной элемент 6, реализованный в зазоре отрезка линии передачи.
Полосно-пропускающий фильтр высокого порядка обладает высокой избирательностью, которая достигается за счет высокой крутизны фронтов амплитудно-частотной характеристики (АЧХ), в том числе за счет малых потерь в резонаторах ВТСП-фильтра. Увеличение крутизны фронтов АЧХ фильтра и уровня запирания вне рабочей полосы частот может быть достигнуто путем увеличения порядка фильтра. Однако это приводит к увеличению вносимых потерь в полосе пропускания фильтра и увеличению его габаритных размеров. Использование резонаторов S-образной формы позволяет ввести нули передачи симметрично относительно полосы пропускания фильтра и тем самым обеспечить более высокую крутизну фронтов АЧХ без увеличения порядка фильтра. Связь между резонаторами в составе фильтра формируется в зазорах между резонаторами. Каждый резонатор имеет связь с двумя соседними, первый и последний резонаторы также связаны с отрезками возбуждающих линий.
Введение дополнительных нулей передачи симметрично относительно полосы пропускания обеспечивается использованием дополнительной связи между несоседними резонаторами и элементами возбуждения. Указанная дополнительная связь вводится отрезком микрополосковой линии передачи с емкостным элементом, включенным в зазоре, расположенным в центре линии. Отрезок микрополосковой линии передачи формирует связь между несоседними резонаторами в составе фильтра, а также обеспечивает дополнительную связь элементов возбуждения.
Длина отрезка микрополосковой линии передачи с емкостным зазором в центре линии позволяет задать положение нулей передачи, расположенных симметрично относительно рабочей полосы пропускания фильтра. Таким образом, увеличение уровня запирания за пределами рабочей полосы пропускания предлагаемой конструкции высокоизбирательного полосно-пропускающего фильтра по сравнению с прототипом происходит вследствие введения дополнительных нулей передачи на произвольно заданных частотах, симметрично расположенных относительно полосы пропускания фильтра.