RU2399124C1 - Bandpass filter - Google Patents

Bandpass filter Download PDF

Info

Publication number
RU2399124C1
RU2399124C1 RU2009131663/09A RU2009131663A RU2399124C1 RU 2399124 C1 RU2399124 C1 RU 2399124C1 RU 2009131663/09 A RU2009131663/09 A RU 2009131663/09A RU 2009131663 A RU2009131663 A RU 2009131663A RU 2399124 C1 RU2399124 C1 RU 2399124C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
equal
dielectric
mcr
cylindrical
metal
Prior art date
Application number
RU2009131663/09A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Анатолий Вениаминович Бунин (RU)
Анатолий Вениаминович Бунин
Сергей Викторович Вишняков (RU)
Сергей Викторович Вишняков
Владимир Мушегович Геворкян (RU)
Владимир Мушегович Геворкян
Юрий Алексеевич Казанцев (RU)
Юрий Алексеевич Казанцев
Сергей Николаевич Михалин (RU)
Сергей Николаевич Михалин
Валерий Иванович Полукаров (RU)
Валерий Иванович Полукаров
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский энергетический институт (технический университет)" (ГОУВПО "МЭИ(ТУ)")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский энергетический институт (технический университет)" (ГОУВПО "МЭИ(ТУ)") filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский энергетический институт (технический университет)" (ГОУВПО "МЭИ(ТУ)")
Priority to RU2009131663/09A priority Critical patent/RU2399124C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2399124C1 publication Critical patent/RU2399124C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)

Abstract

FIELD: power engineering.
SUBSTANCE: in available filter holder (6) of each disk dielectric resonator (DDR) (3) is arranged in the form of the first metal cylindrical rod (MCR) (7) with diametre D equal to (0.8-0.95)Dr, where Dr - diametre of open DDR (3), and with flat end surfaces (ES) (8) and (9) perpendicular to longitudinal axis of the first MCR (7), one of which, the first ES (8), is connected to inner wall (10) of hollow metal screen (1), and on the opposite - second ES (9) - there is the second MCR (11) installed axially with flat ES (12) and (13), perpendicular to longitudinal axis of the second MCR (11), with diametre d1 equal to (0.2-0.35)Dr and with height h1 equal to (0.9-1.5)Hr, where Hr - thickness of open DDR (3), at the end (13) of the second MCR (11) there is the third MCR (14) installed coaxially to it with diametre d2 equal to (0.5-0.6)d1 and with height h2 equal to (0.3-0.4)h1, the second and third MCR (11) and (14) are located in cylindrical dielectric bushing (CDB) (5) with external diametre DB, equal to diametre D of the first MCR (7), and inner diametre selected as equal to d3=(1.0-1.1)d1, besides height h3 of CDB (5) is determined by ratio h3=h1+h2+kDr, where unitless coefficient k lies within the limits from 0.04 to 0.06, besides the second one of ES (15) in CDB (5) is connected to the second ES (9) of the first MCR (7).
EFFECT: improved electric characteristics of filter, by provision of proper heat removal from open disk dielectric resonators with preservation of high efficient own good quality of resonant links of filter and distancing parasite pass bands away from functional filter band.
4 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к технике СВЧ и предназначено для создания полосно-пропускающих фильтров на основе открытых дисковых диэлектрических резонаторов преимущественно в сантиметровом диапазоне длин волн.The invention relates to microwave technology and is intended to create a band-pass filter based on open disk dielectric resonators mainly in the centimeter wavelength range.

Известна конструкция полосно-пропускающего фильтра, содержащего n-секций, где n - число резонансных звеньев, выполненных в виде полых металлических цилиндров, снабженных резьбами, расположенными на концах, соединенных между собой, зафиксированных контргайками и образующих внешний цилиндрический экран, и (n-2) открытых дисковых диэлектрических резонаторов, каждый из которых с помощью держателя установлен в полом металлическом цилиндре секции, оконечные секции экрана выполнены с металлическими торцевыми стенками, в каждой из оконечных секций экрана установлен элемент связи, например петлевой, к одному из концов элемента связи присоединен центральный проводник коаксиального разъема, плоские поверхности дисковых диэлектрических резонаторов размещены в полых металлических цилиндрах секций параллельно продольной оси полых металлических цилиндров, держатель каждого открытого дискового диэлектрического резонатора выполнен в виде диэлектрических втулок, снабженных внутренним отверстием, соосным с соосным отверстием открытых дисковых диэлектрических резонаторов, в отверстиях размещен дополнительно введенный винт, один конец каждого из которых прикреплен к цилиндрической поверхности полого металлического цилиндра, а на другом размещены дополнительно введенные диэлектрическая шайба и гайка (см. Диэлектрические резонаторы / Под ред. профессора М.Е.Ильченко. - М.: Радио и связь, 1989, 328 с., с.250, рис.10.12).A known design of a band-pass filter containing n-sections, where n is the number of resonant links made in the form of hollow metal cylinders equipped with threads located at the ends, interconnected, fixed with locknuts and forming an external cylindrical screen, and (n-2 ) open disk dielectric resonators, each of which, with the help of the holder, is installed in the hollow metal cylinder of the section, the end sections of the screen are made with metal end walls, in each of the end sec For example, a loop element is connected to one of the ends of the coupling element, the flat surfaces of the disk dielectric resonators are placed in the hollow metal cylinders of the sections parallel to the longitudinal axis of the hollow metal cylinders, the holder of each open disk dielectric resonator is made in the form of dielectric bushings equipped with an internal hole coaxial with the coaxial hole of the open disk dielectric resonators in TIFA placed further inserted screw, one end of each of which is attached to the cylindrical surface of a hollow metal cylinder, and the other has additionally entered dielectric washer and a nut (see. Dielectric Resonators / Ed. Professor M.E. Ilchenko. - M.: Radio and Communications, 1989, 328 p., P. 250, fig. 10.12).

Однако такие фильтры при относительно высоком теплоотводе от резонаторов, определяемом теплопроводностью диэлектрической втулки, характеризуются относительно низкой эффективной собственной добротностью резонансных звеньев ввиду наличия металла внутри резонатора, а следовательно, недостаточно высокими электрическими характеристиками и, кроме того, близким частотным положением паразитных полос пропускания, определяемым относительно высокой диэлектрической проницаемостью втулок с высокой теплопроводностью.However, such filters with a relatively high heat sink from the resonators, determined by the thermal conductivity of the dielectric sleeve, are characterized by a relatively low effective intrinsic Q factor of the resonant links due to the presence of metal inside the resonator, and therefore, insufficiently high electrical characteristics and, in addition, the close frequency position of the spurious passband, determined with respect to high dielectric constant bushings with high thermal conductivity.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному полосно-пропускающему фильтру является фильтр, содержащий полый металлический экран, на концах которого установлены присоединители, n открытых дисковых диэлектрических резонаторов с держателями, где n - целое число больше или равное единице, установленные в полом металлическом экране, и плоские поверхности открытых дисковых диэлектрических резонаторов расположены параллельно продольной оси металлического экрана, держатель каждого открытого дискового диэлектрического резонатора выполнен в виде цилиндрической втулки с осью, установленной перпендикулярно продольной оси металлического экрана, а каждый открытый дисковый диэлектрический резонатор закреплен, например, клеем к торцу цилиндрической втулки (см. Состояние и перспективы применения миниатюрных диэлектрических резонаторов в радиоэлектронике. Часть II Пассивные и активные СВЧ-устройства с миниатюрными диэлектрическими резонаторами / Л.В.Алексейчик, И.И.Бродуленко, В.М.Геворкян, Ю.А.Казанцев, Л.А.Парышкуро - М.: Обзоры по электронной технике, Сер.I, 1982, вып.2 (865), 66 с., с.7, рис.5, рис.6).The closest in technical essence to the claimed band-pass filter is a filter containing a hollow metal screen, at the ends of which there are connectors, n open disk dielectric resonators with holders, where n is an integer greater than or equal to unity installed in a hollow metal screen, and flat surfaces of open disk dielectric resonators are parallel to the longitudinal axis of the metal screen, the holder of each open disk dielectric resonator a is made in the form of a cylindrical sleeve with an axis mounted perpendicular to the longitudinal axis of the metal shield, and each open disk dielectric resonator is fixed, for example, with glue to the end of the cylindrical sleeve (see. Status and prospects of using miniature dielectric resonators in radio electronics. Part II Passive and active microwave devices with miniature dielectric resonators / L.V. Alekseychik, I.I. Brodulenko, V.M. Gevorgyan, Yu.A. Kazantsev, L.A. Paryshkuro - M .: Reviews on electronic technology, Ser.I, 1982 issue 2 (865) , 66 p., P. 7, fig. 5, fig. 6).

Однако такие полосно-пропускающие фильтры при относительно высокой эффективной собственной добротности резонансных звеньев и, соответственно, избирательности, а кроме того, при хорошем теплоотводе от резонаторов при применении диэлектрических втулок из материала с высокой теплопроводностью обладают близким частотным положением паразитных полос пропускания, определяемым относительно высокой диэлектрической проницаемостью втулок с высокой теплопроводностью.However, such band-pass filters with a relatively high effective intrinsic Q-factor of the resonant links and, accordingly, selectivity, and in addition, with good heat removal from the resonators when using dielectric sleeves made of a material with high thermal conductivity, have a close frequency position of spurious pass bands, determined by the relatively high dielectric permeability of bushings with high thermal conductivity.

Технической задачей предлагаемого изобретения является улучшение электрических характеристик полосно-пропускающего фильтра путем обеспечения хорошего теплоотвода от открытых дисковых диэлектрических резонаторов при сохранении высокой эффективной собственной добротности резонансных звеньев фильтра и удалении паразитных полос пропускания от функциональной полосы фильтра.The technical task of the invention is to improve the electrical characteristics of a band-pass filter by providing good heat dissipation from open disk dielectric resonators while maintaining a high effective intrinsic Q-factor of the resonant parts of the filter and removing spurious pass-bands from the filter functional band.

Решение этой задачи достигается тем, что в известном полосно-пропускающем фильтре, содержащем полый металлический экран, запредельный в полосе частот пропускания полосно-пропускающего фильтра, на концах которого установлены присоединители, n открытых дисковых диэлектрических резонаторов с держателями, где целое число n≥1, установленные в полом металлическом экране, каждый открытый дисковый диэлектрический резонатор закреплен, например, клеем к первому торцу цилиндрической диэлектрической втулки, и плоские поверхности открытых дисковых диэлектрических резонаторов расположены параллельно продольной оси металлического экрана, держатель каждого открытого дискового диэлектрического резонатора выполнен в виде первого металлического цилиндрического стержня с диаметром D, равным (0,8-0,95)Dp, где Dp - диаметр открытых дисковых диэлектрических резонаторов, и с плоскими торцевыми поверхностями, перпендикулярными продольной оси первого металлического цилиндрического стержня, одна из которых - первая - присоединена к внутренней стенке полого металлического экрана, а на противоположной - второй - торцевой поверхности аксиально установлен второй металлический цилиндрический стержень с плоскими торцевыми поверхностями, перпендикулярными продольной оси второго металлического цилиндрического стержня, с диаметром d1, равным (0,2-0,35)Dp, и с высотой h1, равной (0,9-1,5)Hp, где Hp - толщина открытого дискового диэлектрического резонатора, на торце второго металлического цилиндрического стержня аксиально ему установлен третий металлический цилиндрический стержень с диаметром d2, равным (0,5-0,6)d1, и с высотой h2, равной (0,3-0,4)h1, первый и второй металлические цилиндрические стержни размещены в цилиндрической диэлектрической втулке с внешним диаметром Dв, равным диаметру D первого металлического цилиндрического стержня, и внутренним диаметром d3=(1,0-1,1)d1, причем высота h3 диэлектрической цилиндрической втулки выбрана из условия h3=h1+h2+kDp, где безразмерный коэффициент k лежит в пределах от 0,04 до 0,06, причем вторая из торцевых поверхностей цилиндрической диэлектрической втулки соединена, например, клеем с второй торцевой поверхностью первого металлического цилиндрического стержня.The solution to this problem is achieved by the fact that in the known band-pass filter containing a hollow metal screen, beyond the bandwidth of the pass-band filter, at the ends of which there are connectors, n open disk dielectric resonators with holders, where the integer n≥1, installed in a hollow metal screen, each open disk dielectric resonator is fixed, for example, by glue to the first end of the cylindrical dielectric sleeve, and the flat surfaces of the open disco th dielectric resonators are arranged parallel to the longitudinal axis of the metal screen, each holder open disk dielectric resonator is formed as a first metal cylindrical rod with a diameter D, equal to (0,8-0,95) D p, where D p - open circular diameter of dielectric resonators, and with flat end surfaces perpendicular to the longitudinal axis of the first metal cylindrical rod, one of which - the first - is attached to the inner wall of the hollow metal screen, and against opolozhnoy - second - the end surface of the second metallic axially mounted cylindrical rod with flat end surfaces perpendicular to the longitudinal axis of the second metal cylindrical bar with a diameter d 1 equal to (0,2-0,35) D p, and a height h 1 equal to (0.9-1.5) H p , where H p is the thickness of the open disk dielectric resonator, at the end of the second metal cylindrical rod, a third metal cylindrical rod with a diameter d 2 equal to (0.5-0.6) is axially mounted to it d 1 , and with a height h 2 equal to (0.3-0.4 ) h 1 , the first and second metal cylindrical rods are placed in a cylindrical dielectric sleeve with an outer diameter D in equal to the diameter D of the first metal cylindrical rod, and an inner diameter d 3 = (1,0-1,1) d 1 , and the height h 3 of the dielectric cylindrical sleeve is selected from the condition h 3 = h 1 + h 2 + kD p , where the dimensionless coefficient k lies in the range from 0.04 to 0.06, and the second of the end surfaces of the cylindrical dielectric sleeve is connected, for example, by glue to the second end surface of the first metal c hindric rod.

Кроме того, в полосно-пропускающем фильтре торцевая поверхность третьего металлического цилиндрического стержня, обращенная к центру полого металлического экрана, выполнена в форме конуса с углом α у вершины в пределах от 90° до 150°.In addition, in the band-pass filter, the end surface of the third metal cylindrical rod facing the center of the hollow metal screen is made in the form of a cone with an angle α at the apex in the range from 90 ° to 150 °.

Кроме того, в полосно-пропускающем фильтре диэлектрические цилиндрические втулки выполнены из оксида бериллия ВеО.In addition, in the band-pass filter, the dielectric cylindrical bushings are made of beryllium oxide BeO.

Кроме того, в полосно-пропускающем фильтре диэлектрические цилиндрические втулки выполнены из нитрида бора NB.In addition, in the band-pass filter, the dielectric cylindrical bushings are made of boron nitride NB.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен продольный разрез полосно-пропускающего фильтра, на фиг.2 показан фрагмент этого фильтра в изометрии, на фиг.3 - продольный разрез части фильтра, у которого торцевая поверхность третьего металлического цилиндрического стержня, обращенная к центру полого металлического экрана, выполнена в форме конуса с углом α у вершины в пределах от 90° до 150°, на фиг.4 показана частотная характеристика семизвенного фильтра, созданного с применением заявленного технического решения.The invention is illustrated by drawings, where Fig. 1 shows a longitudinal section of a band-pass filter, Fig. 2 shows a fragment of this filter in isometry, Fig. 3 is a longitudinal section of a part of the filter, in which the end surface of the third metal cylindrical rod facing the center of the hollow metal screen, made in the shape of a cone with an angle α at the apex in the range from 90 ° to 150 °, Fig. 4 shows the frequency response of a seven-link filter created using the claimed technical solution.

Полосно-пропускающий фильтр содержит полый металлический экран 1, запредельный в полосе частот пропускания полосно-пропускающего фильтра, на концах которого установлены присоединители 2 к трактам подводящих линий, n открытых дисковых диэлектрических резонаторов 3, где целое число n≥1, установленные в полом металлическом экране 1, каждый открытый дисковый диэлектрический резонатор 3 закреплен, например, клеем к первому торцу 4 цилиндрической диэлектрической втулки 5, и плоские поверхности открытых дисковых диэлектрических резонаторов 3 расположены параллельно продольной оси металлического экрана 1, держатель 6 каждого открытого дискового диэлектрического резонатора 3 выполнен в виде первого металлического цилиндрического стержня 7 с диаметром D, равным (0,8-0,95)Dp, где Dp - диаметр открытых дисковых диэлектрических резонаторов 3, и с плоскими торцевыми поверхностями 8 и 9, перпендикулярными продольной оси первого металлического цилиндрического стержня 7, одна из которых 8 - первая - присоединена к внутренней стенке 10 полого металлического экрана 1, а на противоположной - второй - торцевой поверхности 9 аксиально установлен второй металлический цилиндрический стержень 11 с плоскими торцевыми поверхностями 12 и 13, перпендикулярными продольной оси второго металлического цилиндрического стержня 11, с диаметром d1, равным (0,2-0,35)Dp, и с высотой h1, равной (0,9-1,5)Hp, где Нр - толщина открытого дискового диэлектрического резонатора 3, на торце 13 второго металлического цилиндрического стержня 11 аксиально ему установлен третий металлический цилиндрический стержень 14 с диаметром d2, равным (0,5-0,6)d1, и с высотой h2, равной (0,3-0,4)h1, второй и третий металлические цилиндрические стержни 11 и 14 размещены в цилиндрической диэлектрической втулке 5 с внешним диаметром Dв, равным диаметру D первого металлического цилиндрического стержня 7, и внутренним диаметром, выбранным равным d3=(1,0-1,1)d1, причем высота h3 диэлектрической цилиндрической втулки 5 определяется соотношением h3=h1+h2+kDp, где безразмерный коэффициент k лежит в пределах от 0,04 до 0,06, причем вторая из торцевых поверхностей 15 цилиндрической диэлектрической втулки 5 присоединена, например, клеем к второй торцевой поверхности 9 первого металлического цилиндрического стержня 7.The band-pass filter contains a hollow metal screen 1, beyond the bandwidth of the pass-band filter, at the ends of which are connected 2 to the paths of the supply lines, n open disk dielectric resonators 3, where the integer n≥1 installed in the hollow metal screen 1, each open disk dielectric resonator 3 is fixed, for example, with glue to the first end 4 of the cylindrical dielectric sleeve 5, and the flat surfaces of the open disk dielectric resonators 3 They are parallel to the longitudinal axis of the metal screen 1, the holder 6 of each open disk dielectric resonator 3 is made in the form of a first metal cylindrical rod 7 with a diameter D equal to (0.8-0.95) D p , where D p is the diameter of the open disk dielectric resonators 3, and with flat end surfaces 8 and 9 perpendicular to the longitudinal axis of the first metal cylindrical rod 7, one of which 8 - the first - is attached to the inner wall 10 of the hollow metal screen 1, and on the opposite - the second - Ortsevo surface 9 axially mounted a second metal cylindrical bar 11 with flat end surfaces 12 and 13 perpendicular to the longitudinal axis of the second metallic cylindrical rod 11 with a diameter d 1 equal to (0,2-0,35) D p, and with the height h 1 equal to (0.9-1.5) H p , where H p is the thickness of the open disk dielectric resonator 3, at the end 13 of the second metal cylindrical rod 11, a third metal cylindrical rod 14 with a diameter of d 2 equal to (0, 5-0,6) d 1 and a height h 2 equal to (0,3-0,4) h 1, Torah and third metal cylindrical rods 11 and 14 are arranged in a cylindrical insulating sleeve 5 with an external diameter D a equal to the diameter D of the first cylindrical metal rod 7, and an inner diameter selected equal to d 3 = (1,0-1,1) d 1 moreover, the height h 3 of the dielectric cylindrical sleeve 5 is determined by the relation h 3 = h 1 + h 2 + kD p , where the dimensionless coefficient k lies in the range from 0.04 to 0.06, and the second of the end surfaces 15 of the cylindrical dielectric sleeve 5 is attached , for example, glue to the second end 9 erhnosti first metallic cylindrical rod 7.

Полосно-пропускающий фильтр работает следующим образом.The bandpass filter operates as follows.

После подключения присоединителей 2 в цепь с распространяющейся СВЧ-волной крайние открытые дисковые диэлектрические резонаторы 3 обеспечивают ввод и вывод энергии в системе фильтр - линия передачи. Полый металлический экран 1, запредельный в рабочей полосе частот фильтра, исключает внеполосную передачу энергии между входом и выходом и обеспечивает электромагнитную связь открытых дисковых диэлектрических резонаторов 3 между собой.After connecting the connectors 2 to the circuit with a propagating microwave wave, the extreme open disk dielectric resonators 3 provide input and output of energy in the filter-transmission line system. The hollow metal screen 1, beyond the working frequency band of the filter, eliminates out-of-band energy transfer between the input and output and provides electromagnetic coupling between open disk dielectric resonators 3.

Выполнение держателей 6 каждого открытого дискового диэлектрического резонатора 3 в виде первого металлического цилиндрического стержня 7 с диаметром D, равным (0,8-0,95) диаметра открытых дисковых диэлектрических резонаторов 3, и с плоскими торцевыми поверхностями 8 и 9, перпендикулярными продольной оси первого металлического цилиндрического стержня 7, когда одна из поверхностей 8 - первая - присоединена к внутренней стенке 10 полого металлического экрана 1, а на противоположной - второй - торцевой поверхности 9 аксиально установлен второй металлический цилиндрический стержень 11 с плоскими торцевыми поверхностями 12 и 13, перпендикулярными продольной оси второго металлического цилиндрического стержня 11, с диаметром d1, равным (0,2-0,35)Dp, и с высотой h1, равной (0,9-1,5) толщины открытого дискового диэлектрического резонатора 3, а на торце 13 второго металлического цилиндрического стержня 11 аксиально ему установлен третий металлический цилиндрический стержень 14 с диаметром d2, равным (0,5-0,6)d1, и с высотой h2, равной (0,3-0,4)h1, причем второй и третий металлические цилиндрические стержни 11 и 14 размещены в цилиндрической диэлектрической втулке 5 с внешним диаметром Dв, равным диаметру D первого металлического цилиндрического стержня 7, и внутренним диаметром d3=(1,0-1,1)d1, а высота h3 диэлектрической цилиндрической втулки 5 определяется соотношением h3=h1+h2+kDp, где безразмерный коэффициент k лежит в пределах от 0,04 до 0,06, причем вторая из торцевых поверхностей 15 цилиндрической диэлектрической втулки 5 присоединена, например, клеем к второй торцевой поверхности 9 первого металлического цилиндрического стержня 7, обеспечивает необходимый теплоотвод от резонаторов 3 на стенки экрана 1 при сохранении высокой (примерно равной 80% от величины собственной добротности открытого дискового диэлектрического резонатора 3) эффективной собственной добротности резонансного звена и фильтра в целом. Это позволяет применять предложенный полосно-пропускающий фильтр на диэлектрических резонаторах, планарно размещенных в полости запредельного экрана в трактах высокого (до 80 Вт) уровня мощности.The holders 6 of each open disk dielectric resonator 3 in the form of a first metal cylindrical rod 7 with a diameter D equal to (0.8-0.95) the diameter of the open disk dielectric resonators 3, and with flat end surfaces 8 and 9, perpendicular to the longitudinal axis of the first metal cylindrical rod 7, when one of the surfaces 8 - the first - is attached to the inner wall 10 of the hollow metal screen 1, and on the opposite - the second - end surface 9 is axially mounted the second metal a cylindrical rod 11 with flat end surfaces 12 and 13 perpendicular to the longitudinal axis of the second metal cylindrical rod 11, with a diameter d 1 equal to (0.2-0.35) D p and a height h 1 equal to (0.9 -1.5) the thickness of the open disk dielectric resonator 3, and at the end 13 of the second metal cylindrical rod 11, an axially mounted third metal cylindrical rod 14 with a diameter d 2 equal to (0.5-0.6) d 1 and with a height h 2 equal to (0.3-0.4) h 1 , and the second and third metal cylindrical rods 11 and 14 placed in a cylindrical dielectric sleeve 5 with an outer diameter D in equal to the diameter D of the first metal cylindrical rod 7, and an inner diameter d 3 = (1,0-1,1) d 1 , and the height h 3 of the dielectric cylindrical sleeve 5 is determined by the ratio h 3 = h 1 + h 2 + kD p , where the dimensionless coefficient k lies in the range from 0.04 to 0.06, and the second of the end surfaces 15 of the cylindrical dielectric sleeve 5 is attached, for example, by glue to the second end surface 9 of the first metal cylindrical rod 7, provides the necessary imy heat from the resonator 3 to the wall 1 of the screen while maintaining a high (approximately equal to 80% of the unloaded Q of the dielectric resonator disc open 3) effective unloaded Q and the resonant filter unit as a whole. This allows you to apply the proposed band-pass filter on dielectric resonators, planarly placed in the cavity of the transcendental screen in the paths of a high (up to 80 W) power level.

Число n открытых дисковых диэлектрических резонаторов 3 определяет число резонансных звеньев фильтра, формирующих его частотную характеристику. Сверху число n ограничено допустимым значением ослабления полезного сигнала в полосе пропускания фильтра. Обычно число резонансных звеньев фильтров на диэлектрических резонаторах не превышает 11, т.е. лежит в пределах от 1 до 11.The number n of open disk dielectric resonators 3 determines the number of resonant links of the filter, forming its frequency response. The number n above is limited by the allowable value of the attenuation of the useful signal in the passband of the filter. Typically, the number of resonant filter links on dielectric resonators does not exceed 11, i.e. lies in the range from 1 to 11.

Экспериментально установлено, что лучшими параметрами обладают фильтры, у которых торцевая поверхность третьего металлического цилиндрического стержня 14, обращенная к центру полого металлического экрана, выполнена в форме конуса с углом α у вершины в пределах от 90° до 150°. Причем выбор угла α определяется выбранным значением коэффициента k в указанных пределах (от 0,04 до 0,06) и типом диэлектрика цилиндрической диэлектрической втулки 5.It has been experimentally established that the filters have the best parameters, in which the end surface of the third metal cylindrical rod 14, facing the center of the hollow metal screen, is made in the form of a cone with an angle α at the apex in the range from 90 ° to 150 °. Moreover, the choice of angle α is determined by the selected value of the coefficient k in the specified ranges (from 0.04 to 0.06) and the type of dielectric of the cylindrical dielectric sleeve 5.

Эксперимент показал, что предложенное выполнение держателя 6 открытого дискового диэлектрического резонатора 3 позволяет достичь высокого теплоотвода мощности, рассеиваемой в нем с применением диэлектрических материалов диэлектрической цилиндрической втулки 5, обладающих высокой теплопроводностью, например оксида бериллия ВеО или нитрида бора NB, мало отличающейся от теплопроводности металлов. Причем именно установленное и заявленное соотношение геометрических размеров первого металлического цилиндрического стержня 7, второго металлического цилиндрического стержня 11, третьего металлического цилиндрического стержня 14 и цилиндрической диэлектрической втулки 5 позволяет одновременно с увеличением допустимой рабочей мощности в тракте достичь более широких полос заграждения полосно-пропускающего фильтра за счет отстройки паразитных полос пропускания резонансных звеньев, формируемых открытыми дисковыми диэлектрическими резонаторами 3 и их держателями 6. Кроме того, увеличение допустимого уровня мощности в тракте, определяемое, наряду с теплоотводящими свойствами держателя 6 открытого дискового диэлектрического резонатора 3, также и уровнем мощности, рассеиваемой в резонаторе 3, достигается еще и тем, что предложенное техническое решение держателя 6, обеспечивая более высокую эффективную собственную добротность резонансного звена фильтра, уменьшает сами величины мощности, рассеиваемые в резонансных звеньях, т.е. в открытых дисковых диэлектрических резонаторах 3.The experiment showed that the proposed implementation of the holder 6 of the open disk dielectric resonator 3 allows to achieve high heat dissipation of the power dissipated in it using dielectric materials of the dielectric cylindrical sleeve 5 having high thermal conductivity, for example, beryllium oxide BeO or boron nitride NB, which differs little from the thermal conductivity of metals. Moreover, it is the established and declared ratio of the geometric dimensions of the first metal cylindrical rod 7, the second metal cylindrical rod 11, the third metal cylindrical rod 14 and the cylindrical dielectric sleeve 5 that allows simultaneously with an increase in the allowable working power in the path to achieve wider bandwidths of the band-pass filter by detuning parasitic passband of resonant links formed by open disk dielectric p with tenators 3 and their holders 6. In addition, an increase in the permissible power level in the path, which is determined, along with the heat-removing properties of the holder 6 of the open disk dielectric resonator 3, as well as the power level dissipated in the resonator 3, is also achieved by the fact that the proposed technical solution holder 6, providing a higher effective intrinsic Q factor of the resonant filter link, reduces the power values themselves dissipated in the resonant links, i.e. in open disk dielectric resonators 3.

Из сравнения амплитудно-частотных характеристик двух полосно-пропускающих фильтров, созданных по техническому решению прототипа (а) и по данному предложению (б), видно, что в области частот вблизи полосы пропускания кривая (а) существенно уступает затуханию, представленному кривой (б).From a comparison of the amplitude-frequency characteristics of the two bandpass filters created by the technical solution of the prototype (a) and this proposal (b), it can be seen that in the frequency region near the passband, curve (a) is significantly inferior to the attenuation represented by curve (b) .

Использование изобретения позволило создать в диапазоне частот 10-15 ГГц семизвенные полосно-пропускающие фильтры с открытыми дисковыми диэлектрическими резонаторами (полоса пропускания ~1,5%, потери в полосе не хуже 0,7 дБ), предназначенные для работы в трактах с уровнем мощности до 80 Вт.Using the invention, it was possible to create seven-band bandpass filters with open disk dielectric resonators in the frequency range 10-15 GHz (passband ~ 1.5%, loss in the band is not worse than 0.7 dB), designed to work in paths with a power level of up to 80 watts

Claims (4)

1. Полосно-пропускающий фильтр, содержащий полый металлический экран, запредельный в полосе частот пропускания полосно-пропускающего фильтра, на концах которого установлены присоединители, n открытых дисковых диэлектрических резонаторов с держателями, где целое число n≥1, установленные в полом металлическом экране, каждый открытый дисковый диэлектрический резонатор прикреплен к первому торцу цилиндрической диэлектрической втулки, и плоские поверхности открытых дисковых диэлектрических резонаторов расположены параллельно продольной оси металлического экрана, отличающийся тем, что держатель каждого открытого дискового диэлектрического резонатора выполнен в виде первого металлического цилиндрического стержня с диаметром D, равным (0,8-0,95)Dp, где Dp - диаметр открытых дисковых диэлектрических резонаторов, и с плоскими торцевыми поверхностями, перпендикулярными продольной оси первого металлического цилиндрического стержня, одна из которых - первая присоединена к внутренней стенке полого металлического экрана, а на противоположной - второй торцевой поверхности аксиально установлен второй металлический цилиндрический стержень с плоскими торцевыми поверхностями, перпендикулярными продольной оси второго металлического цилиндрического стержня с диаметром d1, равным (0,2-0,35)Dp, и с высотой h1, равной (0,9-1,5)Нр, где Нр - толщина открытого дискового диэлектрического резонатора, на торце второго металлического цилиндрического стержня аксиально ему установлен третий металлический цилиндрический стержень с диаметром d2, равным (0,5-0,6)d1, и с высотой h2, равной (0,3-0,4)h1, первой и второй металлические цилиндрические стержни размещены в цилиндрической диэлектрической втулке с внешним диаметром Dв, равным диаметру D первого металлического цилиндрического стержня, и внутренним диаметром d3=(1,0-1,1)d1, причем высота h3 диэлектрической цилиндрической втулки выбрана из условия h3=h1+h2+kDp, где безразмерный коэффициент k лежит в пределах от 0,04 до 0,06, причем вторая из торцевых поверхностей цилиндрической диэлектрической втулки соединена с второй торцевой поверхностью первого металлического цилиндрического стержня.1. A band-pass filter containing a hollow metal screen, beyond the bandwidth of the pass-band filter, at the ends of which there are connectors, n open disk dielectric resonators with holders, where an integer n≥1 installed in a hollow metal screen, each an open disk dielectric resonator is attached to the first end of the cylindrical dielectric sleeve, and the flat surfaces of the open disk dielectric resonators are parallel to the longitudinal th axis of the metal screen, characterized in that the holder of each open disk dielectric resonator is made in the form of a first metal cylindrical rod with a diameter D equal to (0.8-0.95) D p , where D p is the diameter of the open disk dielectric resonators, and with flat end surfaces perpendicular to the longitudinal axis of the first metal cylindrical rod, one of which is the first attached to the inner wall of the hollow metal screen, and on the opposite, the second end surface of the axial no set a second metal cylindrical bar with flat end surfaces perpendicular to the longitudinal axis of the second metal cylindrical bar with a diameter d 1 equal to (0,2-0,35) D p, and a height h 1 equal to (0.9-1, 5) H p , where H p is the thickness of the open disk dielectric resonator, at the end of the second metal cylindrical rod, a third metal cylindrical rod with a diameter d 2 equal to (0.5-0.6) d 1 and with a height h 2 equal to (0.3-0.4) h 1 , the first and second metal cylindrical such rods are placed in a cylindrical dielectric sleeve with an outer diameter D in equal to the diameter D of the first metal cylindrical rod and an inner diameter d 3 = (1.0-1.1) d 1 , and the height h 3 of the dielectric cylindrical sleeve is selected from the condition h 3 = h 1 + h 2 + kD p , where the dimensionless coefficient k lies in the range from 0.04 to 0.06, and the second of the end surfaces of the cylindrical dielectric sleeve is connected to the second end surface of the first metal cylindrical rod. 2. Полосно-пропускающий фильтр по п.1, отличающийся тем, что торцевая поверхность третьего металлического цилиндрического стержня, обращенная к центру полого металлического экрана, выполнена в форме конуса с углом у вершины в пределах от 15 до 45°.2. The band-pass filter according to claim 1, characterized in that the end surface of the third metal cylindrical rod facing the center of the hollow metal screen is made in the form of a cone with an angle at the apex in the range from 15 to 45 °. 3. Полосно-пропускающий фильтр по п.1, отличающийся тем, что диэлектрические цилиндрические втулки выполнены из оксида бериллия ВеО.3. The band-pass filter according to claim 1, characterized in that the dielectric cylindrical bushings are made of beryllium oxide BeO. 4. Полосно-пропускающий фильтр по п.1, отличающийся тем, что диэлектрические цилиндрические втулки выполнены из нитрида бора NB. 4. The band-pass filter according to claim 1, characterized in that the dielectric cylindrical bushings are made of boron nitride NB.
RU2009131663/09A 2009-08-21 2009-08-21 Bandpass filter RU2399124C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009131663/09A RU2399124C1 (en) 2009-08-21 2009-08-21 Bandpass filter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009131663/09A RU2399124C1 (en) 2009-08-21 2009-08-21 Bandpass filter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2399124C1 true RU2399124C1 (en) 2010-09-10

Family

ID=42800641

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009131663/09A RU2399124C1 (en) 2009-08-21 2009-08-21 Bandpass filter

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2399124C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2620924C1 (en) * 2016-03-16 2017-05-30 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВПО "НИУ "МЭИ") Dielectric resonator
RU2745591C1 (en) * 2020-08-17 2021-03-29 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") Device for measuring the inherent quality of a dielectric resonator

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
АЛЕКСЕЙЧИК Л.В. и др.Часть 11 Пассивные и активные СВЧ-устройства с миниатюрными диэлектрическими резонаторами в ж.: Обзоры по электронной технике, сер.1, 1982, вып.2 (865), с.7, рис.5, рис.6. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2620924C1 (en) * 2016-03-16 2017-05-30 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВПО "НИУ "МЭИ") Dielectric resonator
RU2745591C1 (en) * 2020-08-17 2021-03-29 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") Device for measuring the inherent quality of a dielectric resonator

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Zhang et al. Evanescent-mode substrate integrated waveguide (SIW) filters implemented with complementary split ring resonators
JP2007502088A (en) Mounting mechanism for high performance dielectric resonator circuits.
CN108598632A (en) A kind of SIW-CPW ultra-wide band filters with double zero Wide stop bands
US11108123B2 (en) Triple-mode dielectric resonator filter, method for manufacturing the same, and band pass filter using dielectric resonator and NRN stub
CN112467318A (en) Microstrip band-pass filter
RU2399124C1 (en) Bandpass filter
TWI542070B (en) Low-pass filter path and the use of its communication cavity device
CN111403861B (en) UIR loaded three-order dual-passband substrate integrated waveguide filter
US10903540B2 (en) Dual-mode corrugated waveguide cavity filter
JP4643681B2 (en) Resonator, waveguide filter
US7142837B1 (en) Multiple-section bandpass filter for broadcast communications
KR100852487B1 (en) Dielectric duplexer
CN207743368U (en) A kind of microstrip coupled dielectric filter
JP4384620B2 (en) Dielectric waveguide bandstop filter
RU2360337C1 (en) Band-pass filter
RU2295806C1 (en) Bandpass filter
RU2305350C1 (en) Bandpass filter
RU2394317C1 (en) Pass-band filter
KR101238258B1 (en) Metamaterial crlh coaxial cavity resonator
Wang et al. Microstrip bandpass filters using triple‐mode circle‐shaped ring resonator with/without stub perturbation
RU51789U1 (en) BAND FILTER FILTER
Le et al. Two-pole bandpass filter using new hybrid resonator
KR20150028372A (en) Ceramic Resonator and Filter using thereof
RU2301481C1 (en) Bandpass filter
Chen et al. A novel wideband bandpass filter using stub-loaded ring resonator and tapped feed

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20160822