СВЧ-фильтр

Заявленная полезная модель относится к технике СВЧ и может быть использована при создании полосовых фильтров СВЧ.
Из техники известны СВЧ-фильтры, например волноводно-диэлектрический фильтр (SU1166201, опубл. 07.07.1985), который содержит отрезок запредельного волновода, в котором установлены диэлектрические вкладыши, размещенные симметрично относительно осей его поперечного сечения, соседние из которых связаны между собой через металлическую диафрагму, размещенную посредине между ними, подстроечные винты, размещенные один перпендикулярно другому и винты связи ортогональных мод, установленные под углом 45° к подстроечным винтам, отрезок запредельного волновода имеет квадратное поперечное сечение и по крайней мере две его внутренние противоположные стенки соприкасаются с диэлектрическими вкладышами, а металлическая диафрагма выполнена с щелью, параллельной вектору входного электрического поля, и ее ширина составляет одну десятую часть размера стенки отрезка запредельного волновода.
в
в
Наиболее близким аналогом заявленной полезной модели является волноводный полосно-пропускающий СВЧ-фильтр (RU 146668, опубл. 20.10.2014), содержащий входной и выходной прямоугольные волноводы, имеющие торцевое соединение с запредельным волноводом меньшего сечения, внутри которого на его широкой стенке закреплены три гребня, образующие объемные резонаторы, гребни имеют L-образную форму, и каждая секция волновода имеет λ,/4, где λ - рабочая длина волны в волноводе.
Недостатками вышеуказанных аналогов являются большие размеры фильтра и наличие паразитной полосы пропускания на удвоенной центральной частоте.
Техническим результатом заявленной полезной модели является уменьшение количества паразитных полос пропускания в районе удвоенной центральной частоты.
Заявленный технический результат достигается за счет создания СВЧ фильтра, состоящего из, кратного двум количества, фрагментов волновода, диафрагм и подводящих отрезков волновода с волноводными фланцами, необходимых для коммутации фильтра в СВЧ тракт. В предложенной полезной модели, каждый отдельный фрагмент волновода представляет собой резонаторную камеру, связанную с соседними камерами и подводящими отрезками волновода посредством параллельного Г-образного соединения через диафрагму в плоскости перпендикулярной векторам электрического поля. При этом, диафрагмы связи ориентируются взаимно ортогонально в плоскости, параллельной векторам магнитного поля.
Полезная модель проиллюстрирована следующими фигурами:
Фиг. 1 - общий вид СВЧ-фильтра;
Фиг. 2 - амплитуда поля Е на центральной частоте;
Фиг. 3 - амплитуда поля Е на удвоенной центральной частоте.
На фиг. 1 позиции обозначают следующее:
1 - резонаторы;
2 - диафрагмы.
Сущность заявленной полезной модели заключается в следующем.
Один из широко распространенных типов СВЧ фильтров - это фильтры на основе волноводной секции. Как правило, данный тип фильтра представляет собой отрезок волновода со встроенными диафрагмами, образующими набор связанных резонаторов.
К достоинству данного типа фильтров можно отнести малые потери, технологичность производства.
К недостаткам данного типа фильтров можно отнести большие размеры и наличие широкой полосы пропускания на удвоенной номинальной частоте.
Предложенный вариант конструкции фильтра позволяет значительно уменьшить количество паразитных полос пропускания в районе удвоенной номинальной частоты, а также сократить габариты.
Подавление паразитных полос пропускания на удвоенной номинальной частоте достигается за счет расположения диафрагм связи особым образом.
На центральной частоте электрическое поле - поле Е сконцентрировано в центре резонатора и при перемещении к краям резонатора интенсивность поля Е убывает. В районе диафрагмы поле Е не затухает полностью, и переходит в следующий резонатор. Таким образом, сигнал на центральной частоте может распространяться по фильтру от входа к выходу (фиг. 2).
На удвоенной центральной частоте поле Е внутри резонаторов имеет конфигурацию в виде двух пучностей, расположенных таким образом, что в районе диафрагм интенсивность поля мала, что препятствует распространению поля. Что, в свою очередь, и дает ослабление сигнала удвоенной частоты (фиг. 3).
Конструкция СВЧ-фильтра представляет собой монолитное соединение фрагментов волновода, диафрагм и подводящих отрезков волновода с волноводными фланцами. СВЧ-фильтр выполнен по технологии прямой лазерной 3D - печати из силумина. На фиг. 1 представлен СВЧ-фильтр четвертого порядка.
СВЧ-фильтр выполнен монолитным, а связь резонаторов между собой выполнена в виде параллельного Г-образного соединения через диафрагму в плоскости, перпендикулярной векторам электрического поля, при этом диафрагмы ориентируются взаимно ортогонально в плоскости, параллельной векторам магнитного поля, а количество резонаторов кратно двум.
Таким образом, заявленная полезная модель обеспечивает уменьшение количества паразитных полос пропускания в районе удвоенной центральной частоты, а также позволяет сократить габариты фильтра.