ГРЕБЕНЧАТЫЙ ПОЛОСКОВЫЙ ФИЛЬТР

Полезная модель относится к радиотехническим устройствам и может быть использована в антенно-фидерных трактах беспилотных летательных аппаратов (ЛА).
Известен гребенчатый фильтр по патенту на полезную модель Россия, МПК Н01Р 1/205 (2006.01) №96290. Данный фильтр содержит входную и выходную линии, а также ряд однонаправленных резонаторов одинаковой длины с электромагнитной связью, соединенных на одном конце с корпусом, а на другом конце с настроечными конденсаторами. При этом резонаторы выполнены на полосковой высокодобротной линии в виде двух рядов полосковых проводников, размещенных строго друг под другом на двух сторонах диэлектрической подложки, причем проводники верхнего и нижнего рядов резонаторов в своем начале соединены с корпусом, а в конце соединены между собой и с электродами конденсаторов, при этом проводники входной и выходной линий также выполнены сдвоенными и соединены на одном конце между собой и с центральным проводником коаксиального разъема, а на другом конце соединены между собой и с корпусом.
Вышеуказанный гребенчатый фильтр выбран в качестве прототипа.
Однако данный прототип описывает лишь общий вид многорезонаторного фильтра и не устанавливает взаимосвязей между его конструктивными элементами и электрическими параметрами.
Задачей полезной модели является разработка гребенчатого фильтра с двумя резонаторами оптимального по электрическим параметрам и габаритам.
Поставленная задача решается тем, что предложен гребенчатый полосковый фильтр, включающий входную и выходную линии передачи, а также два однонаправленных резонатора в виде идентичных полосковых проводников, размещенных строго друг под другом на двух сторонах диэлектрической подложки, соединенных на входе с корпусом фильтра, а на выходе - с настроечными конденсаторами, причем входная и выходная линии фильтра идентичны по конструкции линиям резонаторов, но собственные входы этих линий соединены с центральными проводниками коаксиальных разъемов, а собственные выходы - с корпусом фильтра.
Фильтр выполнен на стандартной диэлектрической подложке из ФАФ-4 толщиной 1,0 мм с диэлектрической проницаемостью ε=2,5, установленной в середине внутренней полости фильтра между его дном и верхней крышкой. На рабочей частоте фильтра 210 МГц при полосе пропускания 3 МГц фильтр имеет оптимальные параметры, которые определяется следующими соотношениями между его конструктивными элементами и электрическими характеристиками:
mH
C=(ke+n), где
S - коэффициент передачи фильтра, dB;
С - емкость настроечного конденсатора, пФ;
-1,411W
a=5,626e+0,953;
0,0977
в=-0,1263W-0,0279;
-0,754W
c=0,628e+1,26;
-6
2
d=-0,921+0.00398Q-3·10 Q;
1,014
k=7,056W+1,653;
2
m=-0,118-0,0518W+0.0056W;
0,652
n=2,131W+3,959;
W=2…5 - ширина полосковых проводников резонаторов, мм;
Н=4…18 - высота от дна корпуса до крышки фильтра, мм;
Q=300-600 - добротность настроечных емкостей.
Соотношения (1) справедливы только для фильтров с двумя резонаторами, которые достаточно широко применяются на практике.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг.1 показано расположение упомянутых в описании элементов, на фиг.2 сечение по стрелкам А-А фиг.1. На чертеже обозначены: 1 - диэлектрическая подложка; 2 - входная линия передачи; 3 - выходная линия передачи; 4, 5 - резонаторы; 6 - корпус фильтра; 7, 8 - конденсаторы; 9, 10 - коаксиальные разъемы; 11 - дно корпуса; 12 - крышка фильтра.
Данные соотношения проверены с помощью компьютерного моделирования, и их справедливость подтверждена на опытном образце.
Приведенные зависимости (1) дают точные решения только для рабочей частоты фильтра равной 210 МГц. Однако эти решения применимы для качественного анализа характеристик фильтра и на частотах близких к данной расчетной частоте - 205…215 МГц.