ПОЛОСНО-РЕЖЕКТОРНЫЙ ФИЛЬТР

Предлагаемое техническое решение относится к области радиоэлектроники и может быть использовано в связных и локационных системах наземного и бортового оборудования.
Уже известен полосно-режекторный фильтр, содержащий расположенные в металлическом заземленном корпусе разомкнутый на обоих концах полуволновой резонатор и электромагнитно связанные с соответствующими половинами резонатора разомкнутые на одном конце четвертьволновые входное и выходное звенья, а также содержащий входную, выходную и соединительная линии передачи, при этом резонатор выполнен в виде сплошного пустотелого проводника с отверстием посередине, полностью экранирующим входное и выходное звенья от корпуса, с относительной диэлектрической проницаемостью среды внутри резонатора в 2, 25 раза превышающей таковую снаружи, при этом входной конец входного звена расположен у смежного конца резонатора и соединен с входной линией передачи, а выходной конец выходного звена середине резонатора и соединен с выходной линией передачи посредством проходящей сквозь указанное отверстие соединительной линии передачи. / Патент РФ №2378745, H01P 1/20, опубл. 2009 г./
Указанный фильтр показывает достаточно стабильную избирательность при эксплуатации фильтра, однако не позволяет изменить частотную характеристику фильтра в процессе его работы.
Задача предлагаемого технического решения состоит в повышении избирательности вблизи регулируемой полосы пропускания в процессе эксплуатации фильтра, т.е. в создании адаптивного полосно-режекторного фильтра, позволяющего изменять частотную характеристику в процессе эксплуатации фильтра.
Для решения поставленной задачи с достижением заявленного технического результата в известном полосно-режекторном фильтре, содержащем металлический заземленный корпус, и размещенный внутри него по меньшей мере один резонатор, выполненный в виде сплошного пустотелого проводника с волноводами, электромагнитно связанными между собой и с внутренней поверхностью соответствующего резонатора, и содержащий линии передачи тракта фильтра, согласно предлагаемой полезной модели, фильтр дополнительно содержит регуляторы частотной характеристики фильтра и устройство настройки частотной селекции, выполненное в виде двух звеньев, параллельно подключенных к каждому резонатору посредством последовательно соединенных кабельной линии, подключенной к месту соединения двух параллельных звеньев, и линии возбуждения, причем каждое из звеньев содержит последовательно соединенные между собой индуктивность и емкость с конструктивными параметрами, различными для каждого звена, а каждый резонатор выполнен четвертьволновым и включает переменную емкость, электромагнитно связанную с волноводами и внутренней поверхностью резонатора, и подключен к линии передачи посредством электромагнитного элемента связи, выполненного в виде петли связи, причем длина каждого участка линии передачи тракта фильтра между местами подключения смежно установленных резонаторов выполнена равной четверти рабочей длины волны при величине сопротивления этого участка, равной сопротивлению линии передачи тракта фильтра, регуляторы частотной характеристики выполнены в виде переменных емкостей, снабженных органами управления, а длина кабельной линии каждого резонатора выполнена равной 0,25 рабочей длины волны, длина петли связи каждого резонатора выполнена равной 0,125 рабочей длины волны и длина линии возбуждения каждого резонатора выполнена равной 0,0625 рабочей длины волны.
Сущность предлагаемого технического решения поясняется графически.
На фиг.1 показана электрическая схема предлагаемого полосно-режекционного фильтра.
На фиг.2 представлена зависимость амплитудно-частотной характеристики от частоты для предлагаемого фильтра.
Представленный на фиг.1 предлагаемый полосно-режекторный фильтр содержит, например, три четвертьволновых резонатора 1, 2 и 3, каждый из которых размещен внутри своего металлического заземленного корпуса 4, 5, 6, соответственно, выполненного в виде сплошного пустотелого проводника, причем резонатор 1 содержит переменную емкость 7 и волноводы 8, 9 и 10, резонатор 2 содержит переменную емкость 11 и волноводы 12, 13 и 14 и резонатор 3 содержит переменную емкость 15 и волноводы 16, 17 и 18, и каждый волновод электромагнитно связан с внутренней поверхностью соответствующего резонатора и с другими волноводами внутри этого резонатора. Резонатор 1 подключен к линии 19 передачи тракта фильтра посредством волновода 8, выполненного в виде петли связи. Резонатор 2 подключен к линии 19 передачи тракта фильтра посредством волновода 12, выполненного в виде петли связи. Резонатор 3 подключен к линии 19 передачи тракта фильтра посредством волновода 16, выполненного в виде петли связи. Линия передачи тракта фильтра выполнена двухпроводной, из которых один провод заземлен. Длина каждого участка линии передачи тракта фильтра между местами подключения смежно установленных резонаторов выполнена равной четверти рабочей длины волны при величине сопротивления этого участка, равной сопротивлению линии передачи тракта фильтра.
Так, между резонатором 1 и резонатором 2 находится участок 20 линии передачи тракта фильтра. Так, между резонатором 2 и резонатором 3 находится участок 21 линии передачи фильтра.
Фильтр дополнительно содержит устройство настройки частотной селекции, выполненное в виде двух звеньев, параллельно подключенных к каждому резонатору посредством последовательно соединенных кабельной линии, подключенной к месту соединения двух параллельных звеньев, и линии возбуждения. Каждое из звеньев содержит последовательно соединенные между собой индуктивность и емкость с конструктивными параметрами, различными для каждого звена передачи тракта фильтра.
Так, к резонатору 1 параллельно подключены звенья 22 и 23 в точке подключения 24, к резонатору 2 параллельно подключены звенья 25 и 26 в точке подключения 27 и к резонатору 3 параллельно подключены звенья 28 и 29 в точке подключения 30. Звено 22 содержит индуктивность 31 и емкость 32. Звено 23 содержит индуктивность 33 и емкость 34. Звено 25 содержит индуктивность 35 и емкость 36. Звено 26 содержит индуктивность 37 и емкость 38. Звено 28 содержит индуктивность 38 и емкость 39. Звено 29 содержит индуктивность 40 и емкость 41.
Подключение звеньев 22 и 23 к резонатору 1 осуществляют посредством кабельной линии 42 и последовательно с ней соединенной линии возбуждения 43.
Подключение звеньев 25 и 26 к резонатору 1 осуществляют посредством кабельной линии 44 и последовательно с ней соединенной линии возбуждения 45.
Подключение звеньев 28 и 29 к резонатору 1 осуществляют посредством кабельной линии 46 и последовательно с ней соединенной линии возбуждения 47.
Фильтр дополнительно содержит регуляторы частотной характеристики, которые выполнены в виде переменных емкостей 7, 32 34 для резонатора 1, переменных емкостей 11, 36, 38 для резонатора 2 и переменных емкостей 15, 39 и 41 для резонатора, причем каждая переменная емкость снабжена органом управления 48.
Каждый из отрезков /20 и 21/ линии передачи выполнен равным 0,25 рабочей длины волны.
Для каждого из резонаторов 1, 2 и 3 длина каждой кабельной линии 42, 44 и 46 /соответственно/ выполнена равной 0,25 рабочей длины волны, длина каждой петли 8, 12 и 16 связи выполнена равной 0,125 рабочей длины волны и длина каждой линии 43, 45 и 47 возбуждения выполнена равной 0,0625 рабочей длины волны.
Принцип работы предлагаемого полосно-режекторного фильтра состоит в следующем.
Сигнал поступает, например, на точки х1-х2, при этом в точках «а» и «а*» возникает заданное переменное напряжение и переменный ток, изменяющийся по закону входного сигнала. Далее этот сигнал поступает на петлю связи каждого резонатора, и, проходя тот участок, который именуется возбуждающей линией (там, где петля связи близка и параллельна волноводу, находящемуся в резонаторе) создает электромагнитное поле, которое наводится на стенки резонатора и непосредственно на сам волновод с резонатором, поскольку этот проводник имеет подключенную на конце емкость (в физической реализации, это просто стержень, на конце которого пластина) то, эта система (волновод-емкость) в рабочем диапазоне частот является последовательным контуром, который имеет свою резонансную частоту (именно эта частота и является пиком режекции). Резонатор, находящийся вокруг тоже принимает на себя электромагнитное излучение, тем самым повышая добродность системы, а значит увеличивая глубину режекции. Далее сигнал проходит на четверть волновую кабельную линию, которая играет роль согласования по сопротивлению между резонатором и его цепью и устройством настройки частотной селекции, выполненному в виде двух звеньев, параллельно подключенных к каждому резонатору посредством последовательно соединенных кабельной линии, подключенной к месту соединения двух параллельных звеньев, и линии возбуждения. Они обладают своими резонансами, которые находятся вблизи полосы режекции, и таким образом вносят там еще 2 полюса затухания. При регулировке емкостей в этих контурах, изменяется их резонансная частота, а значит и смещаются полюса затухания. Предлагаемая конструкция фильтра позволяет осуществлять регулирование крутизны частотной характеристики во время работы фильтра, а, следовательно, достичь повышения избирательности вблизи полосы частот.
Предлагаемое техническое решение является новым и промышленно применимым.
Предлагаемый полосно-режекторный фильтр прошел испытания и подготовлен к внедрению.
Применение предлагаемого фильтра позволит повысить избирательность вблизи регулируемой полосы пропускания в процессе эксплуатации фильтра, т.е. позволит создать адаптивный полосно-режекторный фильтр, позволяющий изменять частотную характеристику в процессе его эксплуатации.