ПОЛОСНО-ПРОПУСКАЮЩИЙ ФИЛЬТР
BAND-PASS FILTER

Изобретение относится к технике СВЧ и предназначено для создания полосно-пропускающих фильтров на основе открытых дисковых диэлектрических резонаторов, преимущественно в дециметровом и сантиметровом диапазонах длин волн.
Известен полосно-пропускающий фильтр (см. патент РФ №2295806, МПК Р01Р 1/20, опубл. 20.03.2005), содержащий n секций, где n - число резонансных звеньев, выполненных в виде полых металлических цилиндров с резьбами, расположенными на концах, соединенных между собой, зафиксированных контргайками и образующих внешний цилиндрический экран, и (n-2) открытых дисковых диэлектрических резонаторов, каждый из которых с помощью держателя установлен в полом металлическом цилиндре секции, оконечные секции экрана выполнены с металлическими торцевыми стенками, в каждой из оконечных секций экрана установлен элемент связи, например петлевой, к одному из концов элемента связи присоединен центральный проводник коаксиального разъема, плоские поверхности дисковых диэлектрических резонаторов размещены в полых металлических цилиндрах секций параллельно продольной оси полых металлических цилиндров, держатель каждого открытого дискового диэлектрического резонатора выполнен в виде диэлектрических втулок, снабженных внутренним отверстием, соосным с соосным отверстием открытых дисковых диэлектрических резонаторов, в отверстиях размещен дополнительно введенный винт, один конец каждого из которых прикреплен к цилиндрической поверхности полого металлического цилиндра, а на другом размещены дополнительно введенные диэлектрическая шайба и гайка.
Однако несмотря на наличие в креплении открытых дисковых диэлектрических резонаторов в таком фильтре металлических деталей, такие фильтры характеризуются низким теплоотводом от открытых дисковых диэлектрических резонаторов и не пригодны для работы фильтра в трактах с высоким уровнем мощности и, кроме того, имеют сложную конструкцию.
Наиболее близки к заявленному известные конструкции полосно-пропускающих фильтров с планарным размещением открытых дисковых диэлектрических резонаторов (см. Диэлектрические резонаторы. /Под ред. профессора М.Е.Ильченко. - М.: Радио и связь, 1989, 328 с., с.250, рис.10.12), которые содержат отрезок волновода, выполняющего функцию экрана запредельного в рабочей полосе частот фильтра, и n≥1 открытых дисковых диэлектрических резонаторов с низшим видом колебаний, число которых равно числу звеньев фильтра и каждый из которых установлен планарно в отрезке цилиндрического волновода и удерживается в нем с помощью диэлектрической втулки, а каждый из концов экрана заканчивается присоединителем к трактам подводящих линий, например закорочен металлической торцевой стенкой, перпендикулярной продольной оси экрана, на которых для связи с подводящими линиями установлены элементы связи, выполненные в виде проводников подключенных к центральным проводникам коаксиальных разъемов, установленных на торцевых стенках.
Однако такие полосно-пропускающие фильтры также характеризует низкий теплоотвод от открытых дисковых диэлектрических резонаторов для работы фильтра в трактах с высоким (выше 10 Вт) уровнем мощности.
Технической задачей изобретения является улучшение теплоотвода от открытых дисковых диэлектрических резонаторов.
Решение этой задачи достигается тем, что в известном полосно-пропускающем фильтре, содержащем полый металлический экран, на концах которого установлены присоединители, n открытых дисковых диэлектрических резонаторов с держателями, где n - целое число и n≥1, установленные в полом металлическом экране, и плоские поверхности открытых дисковых диэлектрических резонаторов расположены параллельно продольной оси металлического экрана, держатель каждого открытого дискового диэлектрического резонатора выполнен в виде трех металлических пластин с пазами, плоскости металлических пластин расположены параллельны оси открытого дискового диэлектрического резонатора, каждый открытый дисковый диэлектрический резонатор закреплен, например, клепкой в пазах пластины и пластины равномерно расположены по периметру боковой поверхности открытого дискового диэлектрического резонатора и прикреплены, например, пайкой к внутренней поверхности полого металлического экрана.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен продольный разрез полосно-пропускающего фильтра, на фиг.2 показан фрагмент полосно-пропускающего фильтра в изометрии.
Полосно-пропускающий фильтр содержит полый металлический экран 1, на концах которого установлены присоединители 2 к трактам подводящих линий, n открытых дисковых диэлектрических резонаторов 3, где n - целое число и равно n≥1, металлические пластины 4, прикрепленные к внутренней поверхности 5 полого металлического экрана 1.
Полосно-пропускающий фильтр работает следующим образом.
После подключения присоединителей 2 в цепь с распространяющейся СВЧ-волной, крайние открытые дисковые диэлектрические резонаторы 3 обеспечивают ввод и вывод энергии в системе фильтр - линия передачи. Полый металлический экран 1, запредельный в рабочей полосе частот фильтра, исключает внеполосную передачу энергии между входом и выходом и обеспечивает электромагнитную связь открытых дисковых диэлектрических резонаторов 3 между собой. Выполнение держателей каждого открытого дискового диэлектрического резонатора 3 в виде трех металлических пластин 4, снабженных пазами, крепление открытого дискового диэлектрического резонатора 3 к ним, а металлических пластин 4 - к внутренней поверхности полого металлического экрана 1 обеспечивает необходимый теплоотвод от резонаторов 3 на стенки экрана 1. Это позволяет применять предложенный полосно-пропускающий фильтр на диэлектрических резонаторах, планарно размещенных в полости запредельного экрана в трактах высокого (до 200 Вт) уровня мощности
Крепление открытого дискового диэлектрического резонатора 3 к металлическим пластинам 4 возможно, например, клепкой краев пластины 4, или утолщением краев пластин 4 пайкой или сваркой. Пластины 4 могут быть прикреплены к внутренней поверхности 5 полого металлического экрана 1, например, пайкой или сваркой.
Число n открытых дисковых диэлектрических резонаторов 3 определяет число резонансных звеньев фильтра, формирующих его частотную характеристику. На практике число n ограничено допустимым значением ослабления полезного сигнала в полосе пропускания фильтра и может быть равно или больше одного.
Использование изобретения улучшает теплоотвод от открытых дисковых диэлектрических резонаторов и позволяет создать в диапазоне частот 10-14 ГГц девятизвенные полосно-пропускающие фильтры с открытыми дисковыми диэлектрическими резонаторами (полоса пропускания ~3%, потери в полосе не хуже 2 дБ), предназначенные для работы в трактах с уровнем мощности до 100 Вт.