RU2081481C1 - Частотно-избирательная матрица свч - Google Patents
Частотно-избирательная матрица свч Download PDFInfo
- Publication number
- RU2081481C1 RU2081481C1 RU93034399A RU93034399A RU2081481C1 RU 2081481 C1 RU2081481 C1 RU 2081481C1 RU 93034399 A RU93034399 A RU 93034399A RU 93034399 A RU93034399 A RU 93034399A RU 2081481 C1 RU2081481 C1 RU 2081481C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- filters
- matrix
- frequency
- columns
- comb
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области радиотехники и может быть применено в радиосвязи, радиолокации, радиоразведке, радиопротиводействии, где требуются многоканальные частотно-избирательные системы СВЧ. Изобретение направлено на увеличение числа каналов селекции и уменьшение переходных потерь. Частотно-избирательная матрица СВЧ содержит многоканальный разветвитель, канальные фильтры-мультиплексоры. В качестве канальных фильтров используются фильтры с гребенчатой амплитудно-частотной характеристикой (гребенчатые фильтры) на многочастотных резонаторах, выполненных на закороченных с торцов отрезках длинной линии, например, полосы прозрачности которых повторяются в полосе устройства F через частотные интервалы и образуют между собой m столбцов и n строк матрицы. Расстановка полос прозрачности гребенчатых фильтров строк и столбцов выполнена так, чтобы они перекрывали входную полосу F, а между собой различались как минимум на одну полосу прозрачности Δfo, причем элементы связи между столбцами и строками установлены от соответствующих закороток кратно целому числу полуволн общей для пересечения строки и столбца полосы прозрачности. 4 ил.
Description
Изобретение относится к радиотехнике и может быть применено в широкополосной технике сверхвысоких частот (СВЧ), где требуются частотно-избирательные системы (ЧИС) СВЧ с большим числом каналов частотной селекции (N >100)(радиоприемные и радиопередающие устройства радиосвязи, радиолокация, радиоразведка, радиопротиводействия).
Известны традиционные ЧИС СВЧ, представляющие набор объединенных по выходу N полосовых фильтров СВЧ, Δf=F/N встык перекрывающих входную полосу частот F и делящих последнюю на N частотных диапазонов.
В качестве прототипа предложения принята волноводная ЧИС СВЧ, показанная на фиг. 4, в которой с помощью входного канального разветвителя 1 объединены ряд мультиплексоров, в каждом из которых с помощью сфазированного разветвителя 7 объединены ряд полосовых фильтров Δfo так, чтобы входной диапазон F перекрывался N=F/Δfo каналами с фильтрами СВЧ [1]
Основным недостатком прототипа является относительно небольшое число каналов селекции (N < 100), вызванное использованием громоздких традиционных СВЧ фильтров на полуволновых резонаторах и ограниченностью возможного числа одновременно фазируемых в мультиплексоре волноводных полосовых фильтров. Кроме того, такие ЧИС имеют большие переходные потери, вызванные использованием в мультиплексоре фазирующего разветвителя.
Основным недостатком прототипа является относительно небольшое число каналов селекции (N < 100), вызванное использованием громоздких традиционных СВЧ фильтров на полуволновых резонаторах и ограниченностью возможного числа одновременно фазируемых в мультиплексоре волноводных полосовых фильтров. Кроме того, такие ЧИС имеют большие переходные потери, вызванные использованием в мультиплексоре фазирующего разветвителя.
Целью изобретения является увеличение числа каналов селекции и уменьшение переходных потерь.
Для реализации этой цели предлагается частотно-избирательная матрица СВЧ, содержащая многоканальный разветвитель, канальные фильтры-мультиплексоры.
Согласно предложению в качестве канальных фильтров-мультиплексоров используются фильтры с гребенчатой амплитудно-частотной характеристикой (гребенчатые фильтры) на многочастотных резонаторах, выполненных на закороченных с торцов отрезках длинной линии, например, волновода, полосы прозрачности которые повторяются в полосе устройства F через частотные интервалы и образуют между собой m столбцов и n строк, связанных через элементы связи матрицы, причем расстановка полос прозрачности гребенчатых фильтров строк и столбцов выполнена так, чтобы они совместно перекрывали входную полосу F, а между собой различались как минимум на одну полосу Δfo гребенчатого фильтра, причем элементы связи между столбцами и строками установлены от соответствующих закороток кратно целому числу полуволн общей для пересечения строки и столбца полосы прозрачности.
Сочетание отличительных признаков и свойства предлагаемой матрицы из литературы не известно, поэтому она соответствует критериям новизны и изобретательского уровня.
На фиг. 1 приведена функциональная схема матрицы; на фиг. 2 - математическая модель матрицы и амплитудно-частотные характеристики строк и столбцов; на фиг. 3 фото макета матрицы; на фиг. 4 схема традиционной ЧИС на мультиплексорах.
Предлагаемая матрица содержит n-канальный разветвитель 11 к, выходам которого подключены вместо традиционных мультиплексоров m-канальные фильтры с гребенчатыми амплитудно-частотными характеристиками (гребенчатые фильтры) 21 2n, полосы прозрачности которых Δfo повторяются в полосе устройства F через Δf1=F/n..
Гребенчатые фильтры 21 2n выполнены на многочастотном резонаторе в виде длинной линии, например волновода, закороченного с торцов. Группа гребенчатых фильтров 21 2n составляет строки матрицы. Столбцы матрицы создает другая группа гребенчатых фильтров 31 - 3m, расстановка полос прозрачности которой Δf2=Δf1± Δfo отличается от Δf1 как минимум на одну полосу прозрачности Δfo Столбцы и строки матрицы связаны между собой через элементы связи 41 4mn, например, по широкой стенке волновода. Элементы связи 4i устанавливаются от закороток гребенчатых фильтров на расстоянии, кратном целому числу полуволн общей полосы прозрачности.
В одной из закороток волновода гребенчатых фильтров строк и столбцов соответственно установлены элементы связи ввода и вывода энергии выполненные, например, в виде емкостных щелей связи.
В противоположных закоротках гребенчатых фильтров строк и столбцов соответственно установлены подвижные короткозамыкатели используемые при регулировке расстановки начальных полос прозрачностей гребенчатых фильтров.
Суть объединения гребенчатых фильтров в матрицу СВЧ поясняется фиг. 2, где формирование строк и столбцов представлено математической моделью, составляемой из реле. полосовых фильтров (фиг. 2а) Ф1 oC Фmn, каждый на полосу Δfo и средней частоте настройки f1; f2; f3.fn.fmn (далее будем просто обозначать на фиг. 2 фильтры цифрами 1, 2, 3.m, n). Их указанного ряда полосовых фильтров составлена математическая матрица (фиг. 2б), горизонтальные плечи (строки) которой составляют гребенчатые фильтры с периодом следования полос прозрачности через интервалы Δf1=F/n где n число строк. Каждая строка содержит m полос прозрачности, а все строки перекрывают входную полосу F полосами Δfo=F/mn, т.е.
На фиг. 2б изображена матрица с N=mn=48 каналов с тем, чтобы на конкретном примере нагляднее была видна схема объединения каналов в строки и столбцы.
Несколько сложнее из этой матрицы синтезировать (выделить) гребневые фильтры столбцов. На фиг. 2г эта матрица переписана (изменена расстановка полос путем объединения каналов наклонными линиями) так, чтобы в столбцы объединялись каналы, при этом каждый столбец отличается от строки на одну полосу прозрачности Δfo т.е. период следования полос прозрачности .
В приведенном на фиг. 2г примере матрицы объединение фильтров в столбцы реализовано по варианту Δf2=Δfo(n+1) Для реализации варианта Δf2=Δfo(n-1) наклон диагоналей объединения фильтров должен быть изменен на 90 o.
На фиг. 2в и 2d на частотной оси изображены амплитудно-частотные характеристики фильтров строк и столбцов.
Предлагаемое устройство работает следующим образом. Для большего понимания необходимости процесса работы с матрицей СВЧ ниже описывается ее работа в составе коммутационного устройства СВЧ, когда из широкой полосы F выделяется любая из N=mn полос прозрачности, например, f32.
Для этого представим, что входной разветвитель 1 выполнен в виде n -канального разветвителя-коммутатора.
Подобный m -канальный сумматор-коммутатор выхода 12 изображен на фиг. 1 пунктиром, как не входящий в состав изобретения.
При отпирании одного канала строки (например, 2я строка) и канала столбца (например, 3 столбец) формируется между входом и выходом матрицы сквозная полоса прозрачности Δfo на частоте f32. В предлагаемой матрице каждый гребенчатый фильтр, например, строки фактически является m канальным мультиплексором, однако отличается от традиционных волноводных мультиплексоров, содержащих фильтры и фазирующие разветвители 71 - 7m (фиг. 4), тем, что в гребенчатом фильтре отсутствуют раздельные волноводные полосовые фильтры и фазирующий разветвитель. Гребенчатый фильтр выполняет как функцию фильтров, так и фазирующего разветвителя, а как следствие пропадают проблемы, связанные с возможным максимальным числом об7единяемых фильтров, а также потери при фазировке каналов.
В гребенчатом фильтре возможно объединять существенно большое число каналов, что проблематично для традиционного мультиплексора. Если же гребенчатый фильтр является m канальным мультиплексором, то матрица, объединяющая m•n таких фильтров также является мультиплексором с числом каналов m•n (сотни каналов). Все отмеченное позволяет обеспечить по меньшей мере на порядок выигрыш в числе каналов селекции при относительно низких переходных потерях (ед. дб). Конструктивно матрица представляет собой волновую решетку, которая при существенно большем числе каналов селекции (сотни каналов), обладает относительно небольшими весами, которые существенно меньше, чем при реализации традиционной ЧИС с аналогичными характеристиками.
Предлагаемое устройство по сравнению с прототипом обладает следующими технико-экономическими преимуществами:
существенно большим (в несколько раз) числом каналов селекции (несколько сот в предложении вместо десятков в прототипе);
существенно меньшими переходными потерями при одновременно большем числе каналов;
позволяет реализовать более узкие полосы селекции из-за большей добротности многоволновых резонаторов СВЧ по сравнению с полуволновыми резонаторами-звеньями традиционных СВЧ фильтров, объединенных в мультиплексоры;
большей технологичностью регулировочных работ, когда достаточно расставить в полосе частот F только первые полосы прозрачности гребенчатых фильтров строк и столбцов, а не трудоемко регулировать, стыкуя между собой все канальные полосовые фильтры традиционных ЧИС;
меньшими сопоставимыми весами и габаритами (при одинаковом числе каналов селекции).
существенно большим (в несколько раз) числом каналов селекции (несколько сот в предложении вместо десятков в прототипе);
существенно меньшими переходными потерями при одновременно большем числе каналов;
позволяет реализовать более узкие полосы селекции из-за большей добротности многоволновых резонаторов СВЧ по сравнению с полуволновыми резонаторами-звеньями традиционных СВЧ фильтров, объединенных в мультиплексоры;
большей технологичностью регулировочных работ, когда достаточно расставить в полосе частот F только первые полосы прозрачности гребенчатых фильтров строк и столбцов, а не трудоемко регулировать, стыкуя между собой все канальные полосовые фильтры традиционных ЧИС;
меньшими сопоставимыми весами и габаритами (при одинаковом числе каналов селекции).
В Ростовском НИИ радиосвязи создан макет матрицы СВЧ в диапазоне 8,3oC10,3 ГГц, содержащей 16 столбцов и 16 строк с гребенчатыми фильтрами при ширине канала Δfo=10 МГц и числе каналов N=192, подтвердивший основные преимущества предложения.
На фиг. 3 приведено фото макета этой матрицы. И хотя этот макет не в полной мере соответствует предложению и даже несколько усложнен наличием переходных (m. n.) резонаторов между строками и столбцами и наличие гребенчатых фильтров только строк, однако за неимением пока макета предлагаемой матрицы по нему можно косвенно судить как о реальности реализации предложения, так и примерных габаритах (весе) ЧИС.
Claims (1)
- Частотно-избирательная матрица СВЧ, содержащая многоканальный разветвитель, канальные фильтры-мультиплексоры, отличающаяся тем, что в качестве канальных фильтров использованы фильтры с гребенчатой амплитудно-частотной характеристикой, выполненные на закороченных с торцов отрезках волновода, полосы прозрачности которых повторяются в полосе устройства через частотные интервалы и образуют между собой n строк и m столбцов матрицы, связанных через элементы связи, причем расстановка полос прозрачности фильтров с гребенчатой амплитудно-частотной характеристикой строк и столбцов выполнена так, что они перекрывают входную полосу F, а между собой различаются, как минимум, на одну полосу прозрачности Δfo фильтра с гребенчатой амплитудно-частотной характеристикой, причем элементы связи между столбцами и строками установлены от соответствующих закороток кратно целому числу полуволн общей для пересечения строки и столбца полосы прозрачности.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU93034399A RU2081481C1 (ru) | 1993-07-01 | 1993-07-01 | Частотно-избирательная матрица свч |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU93034399A RU2081481C1 (ru) | 1993-07-01 | 1993-07-01 | Частотно-избирательная матрица свч |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU93034399A RU93034399A (ru) | 1996-02-20 |
RU2081481C1 true RU2081481C1 (ru) | 1997-06-10 |
Family
ID=20144415
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU93034399A RU2081481C1 (ru) | 1993-07-01 | 1993-07-01 | Частотно-избирательная матрица свч |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2081481C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2497242C2 (ru) * | 2007-09-07 | 2013-10-27 | Таль | Многополосное устройство для соединения и разделения передачи и приема с широкой частотной полосой типа омт для сверхвысокочастотных телекоммуникационных антенн |
-
1993
- 1993-07-01 RU RU93034399A patent/RU2081481C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Заявка ФПГ N 2609495, кл. H 01 P 1/20, 1980. 2. Маттей Д.Л. и др. Фильтры СВЧ, согласующие цепи и цепи связи. - М.: Связь, т. 2, 1972, с. 380. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2497242C2 (ru) * | 2007-09-07 | 2013-10-27 | Таль | Многополосное устройство для соединения и разделения передачи и приема с широкой частотной полосой типа омт для сверхвысокочастотных телекоммуникационных антенн |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE112016002335B4 (de) | Multiplexer, Sendevorrichtung, Empfangsvorrichtung, Hochfrequenz-Frontend-Schaltkreis, Kommunikationsvorrichtung und Impedanzanpassungsverfahren für einen Multiplexer | |
DE60300096T2 (de) | Oberflächenwellen Bauelement und Kommunikationsgerät | |
DE10142641B4 (de) | Oberflächenwellenfilter | |
DE69619929T2 (de) | Elektroakustische Vorrichtung | |
DE69924168T2 (de) | Bandpassfilter, Duplexer, Hochfrequenzmodul und Kommunikationsgerät | |
EP0995265B1 (de) | Oberflächenwellenakustikfilter mit verbesserter flankensteilheit | |
DE4408989C2 (de) | Oberflächenakustikwellenfilter des Resonatortyps zum Reduzieren der Signalstärke einer Störspitze | |
CN101689692A (zh) | 低损耗可调射频滤波器 | |
DE69319977T2 (de) | Akustisches Oberflächenwellenresonatorfilter | |
DE4447740B4 (de) | Akustisches Oberflächenwellenfilter | |
DE69614463T2 (de) | Akustische Oberflächenwellenanordnung | |
DE112008000116B4 (de) | Mit akustischen wellen arbeitendes filter | |
US2866595A (en) | Ultra-high frequency band separating filters | |
DE102016112993B4 (de) | Notchfilter sowie dieses umfassende Extraktoranordnung | |
RU2081481C1 (ru) | Частотно-избирательная матрица свч | |
DE69031512T2 (de) | Akustischer Oberflächenwellenfilter und mobiles Telefon mit einem solchen Filter | |
DE19610806A1 (de) | Oberflächenwellen-Filter und Antennenweiche | |
US8228135B2 (en) | Band combining filter | |
RU2355078C1 (ru) | Устройство для многократного использования приемных антенн | |
DE102018101219A1 (de) | Adaptives HF-Filter und Verfahren zum Schalten eines adaptiven HF-Filters | |
DE102018102832A1 (de) | Filterschaltung mit einem Notchfilter | |
RU2121214C1 (ru) | Частотно-избирательная матрица на поверхностных акустических волнах | |
RU56721U1 (ru) | Волноводный выключатель | |
DE102009003884B4 (de) | Multiplexer | |
RU187246U1 (ru) | Переключаемый преселектор коротковолнового диапазона |