RU2590313C1 - Полосковый фильтр гармоник - Google Patents
Полосковый фильтр гармоник Download PDFInfo
- Publication number
- RU2590313C1 RU2590313C1 RU2015120538/28A RU2015120538A RU2590313C1 RU 2590313 C1 RU2590313 C1 RU 2590313C1 RU 2015120538/28 A RU2015120538/28 A RU 2015120538/28A RU 2015120538 A RU2015120538 A RU 2015120538A RU 2590313 C1 RU2590313 C1 RU 2590313C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- resonators
- strip conductors
- filter
- strip
- width
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Abstract
Изобретение предназначено для использования в селективных трактах радиоаппаратуры различного назначения. Фильтр содержит диэлектрическую подложку, на одну сторону которой нанесены полосковые проводники, закороченные с одного конца, и на вторую сторону также нанесены полосковые проводники, закороченные с одного конца. Проводники, образующие каждый из резонаторов фильтра, расположены на разных поверхностях подложки и закорочены противоположными концами. Согласно изобретению ширина полосковых проводников, образующих резонаторы, хотя бы у одного из них отличается не менее чем в 1.1 раза от ширины полосковых проводников других резонаторов. Изобретение обеспечивает расширение высокочастотной полосы заграждения при сохранении высокой технологичности конструкции. 3 ил.
Description
Изобретение относится к технике высоких и сверхвысоких частот и может использоваться в селективных трактах радиоаппаратуры различного назначения.
Известен микрополосковый полосно-пропускающий фильтр с широкой полосой заграждения [Патент РФ №2222076, МПК7 Н01Р/203, опубл. 20.01.2004], содержащий диэлектрическую подложку, на одну сторону которой нанесено заземляемое основание, а на вторую сторону - короткозамкнутые полосковые проводники, являющиеся четвертьволновыми микрополосковыми резонаторами, которые разделены между собой экранирующими металлическими пластинами, а кондуктивно-индуктивная связь между резонаторами выполнена в виде сосредоточенных индуктивностей, каждая из которых припаяна своими концами к двум связуемым резонаторам.
Фильтры на основе такой конструкции подавляют высшие гармоники сигналов вплоть до 7-й, однако они нетехнологичны и сложны в настройке.
Наиболее близким по совокупности существенных признаков аналогом является полосно-пропускающий фильтр [Патент РФ №2237320, МПК7 Н01Р/203, опубл. 27.09.2004, Бюл. №27], содержащий диэлектрическую подложку, на одну сторону которой нанесены полосковые проводники, закороченные с одного конца, и на вторую сторону также нанесены полосковые проводники, закороченные с одного конца, причем проводники, образующие каждый из резонаторов фильтра, расположены на разных поверхностях подложки и закорочены противоположными концами.
Фильтры такой конструкции более технологичны и просты в настройке по сравнению с первым аналогом, но способны подавлять высшие гармоники сигнала только до 5-й.
Техническим результатом изобретения является расширение высокочастотной полосы заграждения при сохранении высокой технологичности конструкции.
Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в полосно-пропускающем фильтре, содержащем диэлектрическую подложку, на одну сторону которой нанесены полосковые проводники, закороченные с одного конца, и на вторую сторону также нанесены полосковые проводники, закороченные с одного конца, причем проводники, образующие каждый из резонаторов фильтра, расположены на разных поверхностях подложки и закорочены противоположными концами, новым является то, что ширина полосковых проводников, образующих резонаторы, хотя бы у одного из них отличается не менее чем в 1.1 раза от ширины полосковых проводников других резонаторов. Это может быть любой из резонаторов - крайний или в середине, либо часть из них, однако очевидно, что предпочтение следует отдать такой конфигурации, когда структура остается зеркально-симметричной относительно центральной плоскости, параллельной полосковым проводникам резонаторов. В противном случае возникнут трудности с настройкой фильтра.
Отличие заявляемого устройства от наиболее близкого аналога заключается в том, что ширина полосковых проводников хотя бы одного из резонаторов отличается не менее чем в 1.1 раза от ширины полосковых проводников других резонаторов. Это отличие позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию «новизна». Признак, отличающий заявляемое техническое решение от прототипа, не выявлен в других технических решениях при изучении данной и смежной областей техники и, следовательно, обеспечивает заявляемому решению соответствие критерию «изобретательский уровень».
Изобретение поясняется чертежами, на которых изображена конструкция заявляемого фильтра на примере четырехрезонаторного устройства (Фиг. 1), частотные зависимости коэффициента передачи в области второй (паразитной) полосы пропускания, построенные по результатам моделирования (Фиг. 2), и амплитудно-частотная характеристика конкретной реализации заявляемой конструкции фильтра (Фиг. 3).
Заявляемый фильтр состоит из диэлектрической подложки 1 (Фиг. 1), на обе поверхности которой нанесены полосковые проводники резонаторов 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9. Причем проводники, образующие каждый из резонаторов, т.е. пары 2-6, 3-7, 4-8, 5-9, короткозамкнуты на противоположных краях подложки. При этом полосковые проводники, образующие (в данном случае) два средних резонатора, имеют большую ширину, чем полосковые проводники крайних резонаторов. Монтаж подложки фильтра в металлический корпус аналогичен ее монтажу в фильтре-прототипе.
Как известно [Лексиков А.А., Сухин Ф.Г. «Полосковый резонатор на подвешенной подложке» // Материалы VIII международной конференции «Актуальные проблемы электронного приборостроения». Т. 4. Новосибирск. 2006. С. 143-145.], отношение частоты второй моды собственных колебаний полоскового резонатора на подвешенной подложке к частоте первой моды растет с увеличением ширины полосковых проводников, образующих резонатор. Поэтому, если в фильтре на подвешенной подложке разные резонаторы выполнены полосковыми проводниками разной ширины, то при настройке резонансов первых мод на одну частоту при формировании полосы пропускания, частоты вторых мод в таких резонаторах будут сильно различаться, при этом также упадет взаимодействие резонаторов на этих частотах. Это приведет к тому, что они не сформируют единой полосы пропускания, и уровень прохождения на этих частотах понизится до -30 дБ и менее, и полоса заграждения расширится до частот, соответствующих третьей моде собственных колебаний резонаторов. Исследования показали, что таким способом можно расширить высокочастотную полосу заграждения фильтров такой конструкции как минимум до 11×f0 при уровне подавления гармоник не менее чем на 50 дБ.
На Фиг. 2 приведены частотные зависимости коэффициента передачи трехрезонаторных фильтров в области частот, соответствующей второй моде колебаний, построенные по результатам моделирования для нескольких значений ширины полосковых проводников, образующих средний резонатор. Моделирование выполнялось на одномерных моделях с использованием квазистатического приближения. Центральная частота ширины полосы пропускания всех фильтров f0=1 ГГц, а ее ширина по уровню -3 дБ Δf=100 МГц. Штрихованная линия соответствует фильтру, у которого все резонаторы имели одинаковую ширину образующих их полосковых проводников - 4 мм; сплошная тонкая линия соответствует фильтру, у которого средний резонатор выполнен полосковыми проводниками шириной 4.4 мм, а сплошная жирная линия - фильтру с шириной полосковых проводников среднего резонатора 5.8 мм. Видно, что у фильтра с одинаковой шириной полосковых проводников всех резонаторов вторые моды образуют паразитную полосу пропускания (штрихованная линия), в которой прохождение СВЧ-мощности достигает уровня почти -15 дБ и которая ограничивает ширину полосы заграждения до частоты, ненамного превышающей 5×f0. При увеличении ширины полосковых проводников среднего резонатора до 4.4 мм (в 1.1 раза) уровень прохождения на частотах вторых мод падает - максимум коэффициента передачи в этой полосе ненамного превышает -30 дБ (сплошная тонкая линия). Дальнейшее увеличение ширины полосковых проводников этого резонатора еще более увеличивает этот эффект - жирная линия.
Тот же эффект можно получить, если проводники среднего резонатора не уширить, а сузить. То же самое достигается, если изменить ширину не среднего резонатора, а крайнего. Однако это не очень удобно, т.к. в этом случае усложняется настройка фильтра.
В четырехрезонаторном фильтре наилучшего результата можно добиться, если увеличить ширину полосковых проводников, образующих пару средних резонаторов.
Исследования показали, что чем больше число резонаторов в фильтре, тем большего подавления паразитной полосы пропускания можно достичь при использовании такого способа.
Используемая в моделировании подложка имела диэлектрическую проницаемость ε=5.8 и толщину 0.25 мм.
Фильтр работает следующим образом.
Входная и выходная линии передачи подключаются к проводникам внешних резонаторов, например, кондуктивно в точках, определяемых заданным уровнем отражений в полосе пропускания. Сигналы на частотах, попадающих в полосу пропускания, с минимальными потерями проходят с входа фильтра на выход, а на частотах вне полосы пропускания - отражаются от входа фильтра.
На Фиг. 3 приведена АЧХ четырехзвенного фильтра, изготовленного на подвешенной подложке толщиной 0.25 мм из материала с ε=5.8 и tgδ=0.0015. Подложка фильтра смонтирована в латунном корпусе с внутренними размерами 33.4×8.4×6.25 мм3, ширина полосковых проводников крайних резонаторов 4 мм, средних 5.8 мм, при их длине 7.8 мм и 7.16 мм соответственно. Расстояние между средними резонаторами 3 мм, а между средними и крайними - 2.8 мм. Расстояния между подложкой фильтра и крышками корпуса 3 мм. Подключение внешних линий кондуктивное к полосковым проводникам крайних резонаторам в точках, отстоящих на расстоянии 3.7 мм от заземленных концов. Этот фильтр, настроенный на центральную частоту f0=1.42 ГГц с шириной полосы пропускания по уровню -3 дБ Δf=143 МГц, имел минимальный уровень потерь в полосе пропускания 1.2 дБ. Наблюдаемые в диапазоне частот 8…10 ГГц два экстремума прохождения СВЧ-мощности сформированы вторыми модами собственных колебаний резонаторов, а их уровень не превышает -75 дБ. Это привело к более чем двукратному расширению полосы заграждения по сравнению с фильтром-прототипом.
Claims (1)
- Полосковый фильтр гармоник, содержащий диэлектрическую подложку, на одну сторону которой нанесены полосковые проводники, закороченные с одного конца, и на вторую сторону также нанесены полосковые проводники, закороченные с одного конца, причем проводники, образующие каждый из резонаторов фильтра, расположены на разных поверхностях подложки и закорочены противоположными концами, отличающийся тем, что ширина полосковых проводников, образующих резонаторы, хотя бы у одного из них отличается не менее чем в 1.1 раза от ширины полосковых проводников других резонаторов.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015120538/28A RU2590313C1 (ru) | 2015-05-29 | 2015-05-29 | Полосковый фильтр гармоник |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015120538/28A RU2590313C1 (ru) | 2015-05-29 | 2015-05-29 | Полосковый фильтр гармоник |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2590313C1 true RU2590313C1 (ru) | 2016-07-10 |
Family
ID=56371739
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015120538/28A RU2590313C1 (ru) | 2015-05-29 | 2015-05-29 | Полосковый фильтр гармоник |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2590313C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2715358C1 (ru) * | 2019-05-23 | 2020-02-26 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" | Высокоселективный полосковый фильтр верхних частот |
CN111786061A (zh) * | 2020-08-03 | 2020-10-16 | 南通大学 | 一种具有耦合开关的介质开关滤波器 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04237201A (ja) * | 1991-01-21 | 1992-08-25 | Fuji Elelctrochem Co Ltd | ストリップ線路型フィルタ |
RU2237320C1 (ru) * | 2003-01-21 | 2004-09-27 | Научно-исследовательское учреждение Институт физики им. Л.В. Киренского СО РАН | Полосно-пропускающий фильтр |
RU79718U1 (ru) * | 2008-06-16 | 2009-01-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Исток" (ФГУП НПП "Исток") | Микрополосковый свч полосно-пропускающий фильтр |
RU2390889C2 (ru) * | 2008-01-09 | 2010-05-27 | Институт физики им. Л.В. Киренского Сибирского отделения РАН | Полосковый фильтр |
RU2400874C1 (ru) * | 2009-01-20 | 2010-09-27 | Институт физики им. Л.В. Киренского Сибирского отделения РАН | Полосковый фильтр |
-
2015
- 2015-05-29 RU RU2015120538/28A patent/RU2590313C1/ru active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04237201A (ja) * | 1991-01-21 | 1992-08-25 | Fuji Elelctrochem Co Ltd | ストリップ線路型フィルタ |
RU2237320C1 (ru) * | 2003-01-21 | 2004-09-27 | Научно-исследовательское учреждение Институт физики им. Л.В. Киренского СО РАН | Полосно-пропускающий фильтр |
RU2390889C2 (ru) * | 2008-01-09 | 2010-05-27 | Институт физики им. Л.В. Киренского Сибирского отделения РАН | Полосковый фильтр |
RU79718U1 (ru) * | 2008-06-16 | 2009-01-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Исток" (ФГУП НПП "Исток") | Микрополосковый свч полосно-пропускающий фильтр |
RU2400874C1 (ru) * | 2009-01-20 | 2010-09-27 | Институт физики им. Л.В. Киренского Сибирского отделения РАН | Полосковый фильтр |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2715358C1 (ru) * | 2019-05-23 | 2020-02-26 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" | Высокоселективный полосковый фильтр верхних частот |
CN111786061A (zh) * | 2020-08-03 | 2020-10-16 | 南通大学 | 一种具有耦合开关的介质开关滤波器 |
CN111786061B (zh) * | 2020-08-03 | 2021-06-22 | 南通大学 | 一种具有耦合开关的介质开关滤波器 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4565145B2 (ja) | 超広帯域バンドパスフィルタ | |
WO2018150171A1 (en) | A microwave resonator, a microwave filter and a microwave multiplexer | |
Zakharov et al. | Pseudocombline bandpass filters based on half-wave resonators manufactured from sections of balanced striplines | |
RU2475900C1 (ru) | Микрополосковый полосно-пропускающий фильтр | |
RU2590313C1 (ru) | Полосковый фильтр гармоник | |
RU2400874C1 (ru) | Полосковый фильтр | |
RU2480867C1 (ru) | Полосно-пропускающий фильтр | |
RU2626224C1 (ru) | Широкополосный полосковый фильтр | |
Zakharov | Stripline combline filters on substrates designed on high-permittivity ceramic materials | |
KR20090032187A (ko) | 서스펜디드 기판 구조의 광대역 여파기 | |
RU2715358C1 (ru) | Высокоселективный полосковый фильтр верхних частот | |
RU2675206C1 (ru) | Микрополосковый широкополосный полосно-пропускающий фильтр | |
RU97867U1 (ru) | Микрополосковый полосно-пропускающий фильтр | |
TWI741840B (zh) | 介電質導波管濾波器 | |
TWI744042B (zh) | 介電質導波管共振器及介電質導波管濾波器 | |
Boutejdar et al. | Design and improvement of compact half-wavelength band pass filter employing overlapped slotted ground structure (SGS) and multilayer technique | |
RU2697891C1 (ru) | Микрополосковый диплексер | |
KR102054503B1 (ko) | 대역통과 여파기 및 그의 설계방법 | |
RU2237320C1 (ru) | Полосно-пропускающий фильтр | |
KR20070013250A (ko) | 마이크로스트립 스플릿 링 공진기를 이용한 타원함수대역통과 필터 | |
RU2659321C1 (ru) | Миниатюрный полосковый фильтр | |
Abdalla et al. | A compact SIW metamaterial coupled gap zeroth order bandpass filter with two transmission zeros | |
Zakaria et al. | Integrated suspended stripline structure (SSS) with J-shape defected stripline structure (DSS) To Remove Undesired Signals In Wideband Applications | |
RU2462799C1 (ru) | Волноводный керамический фильтр | |
Leksikov et al. | A method of stopband widening in BPF based on two-conductor suspended-substrate resonators |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20170203 |
|
QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE Effective date: 20170921 |