RU166141U1 - SUPER HIGH FREQUENCY FERRITE FILTER - Google Patents
SUPER HIGH FREQUENCY FERRITE FILTER Download PDFInfo
- Publication number
- RU166141U1 RU166141U1 RU2016121236/28U RU2016121236U RU166141U1 RU 166141 U1 RU166141 U1 RU 166141U1 RU 2016121236/28 U RU2016121236/28 U RU 2016121236/28U RU 2016121236 U RU2016121236 U RU 2016121236U RU 166141 U1 RU166141 U1 RU 166141U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- resonator
- frs
- magnetic
- resonator chambers
- crystal
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
- H01P1/00—Auxiliary devices
- H01P1/20—Frequency-selective devices, e.g. filters
- H01P1/215—Frequency-selective devices, e.g. filters using ferromagnetic material
- H01P1/218—Frequency-selective devices, e.g. filters using ferromagnetic material the ferromagnetic material acting as a frequency selective coupling element, e.g. YIG-filters
Landscapes
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Abstract
1. Сверхвысокочастотный ферритовый фильтр, содержащий немагнитный корпус, расположенный в зазоре между верхней и нижней частями электромагнита, по меньшей мере два сферических монокристаллических ферритовых резонатора (ФР), закрепленных на теплопроводящих металлокерамических стержнях в резонаторных камерах немагнитного корпуса, в две из которых (крайние) через первые каналы в немагнитном корпусе проведены соответственно входной и выходной отрезки линий передачи, центральные проводники которых нагружены на короткозамкнутые на немагнитный корпус одинарные витковые элементы связи (ВЭС), ФР электромагнитно связаны друг с другом с помощью двойных ВЭС, короткозамкнутых на немагнитный корпус на свободных концах и соединенных пропущенными через вторые каналы немагнитного корпуса проводниками длиной L<λ/4, где λ - длина волны в рабочем диапазоне перестройки частоты от fдо fодинарные и двойные ВЭС, попарно пересекаясь между собой, охватывают ФР, при этом точки пересечения одиночных и двойных ВЭС удалены от ФР на расстояние относительно продольных осей симметрии резонаторных камер, равное 0,25-1,0 диаметра d ФР, а диаметр d≤0,30-0,50 мм.2. Фильтр по п. 1, отличающийся тем, что сферические монокристаллические ФР удалены от продольных осей симметрии резонаторных камер, а точки пересечения одиночных и двойных ВЭС расположены на продольных осях симметрии резонаторных камер.3. Фильтр по п. 1, отличающийся тем, что центры сферических монокристаллических ФР расположены на продольных осях симметрии резонаторных камер, а точки пересечения ВЭС удалены от продольных осей симметрии резонаторных камер путем наклона на угол 5-30° плоскостей ВЭС относительно1. Microwave ferrite filter containing a non-magnetic casing located in the gap between the upper and lower parts of the electromagnet, at least two spherical single-crystal ferrite resonators (FRs) mounted on heat-conducting cermet rods in the resonator chambers of the non-magnetic casing, in two of which (extreme) through the first channels in a non-magnetic case, respectively, the input and output segments of transmission lines are drawn, the central conductors of which are loaded on short-circuited The final case is single-turn communication elements (WES), FRs are electromagnetically connected to each other by means of double WES, short-circuited to the non-magnetic case at the free ends and connected by conductors of length L <λ / 4, passed through the second channels of the non-magnetic case, where λ is the wavelength in the working range of frequency tuning from f to f single and double wind farms, intersecting in pairs in pairs, cover the FR, while the intersection points of single and double wind farms are removed from the FR by a distance relative to the longitudinal symmetry axes of the resonator Amer equal 0.25-1.0 the diameter DF d, and the diameter d≤0,30-0,50 mm.2. The filter according to claim 1, characterized in that the spherical single-crystal FRs are removed from the longitudinal symmetry axes of the resonator chambers, and the intersection points of single and double wind farms are located on the longitudinal symmetry axes of the resonator chambers. 3. The filter according to claim 1, characterized in that the centers of the spherical single-crystal FRs are located on the longitudinal symmetry axes of the resonator chambers, and the intersection points of the wind farms are removed from the longitudinal symmetry axes of the resonator chambers by tilting the wind turbine planes at an angle of 5-30 °
Description
Полезная модель относится к радиоэлектронике и сверхвысокочастотной (СВЧ) технике, а именно, к электрически перестраиваемым по частоте фильтрам, содержащим в качестве резонаторов намагниченные электромагнитом миниатюрные ферритовые монокристаллические сферические образцы, окруженные витковыми элементами связи (ВЭС).The utility model relates to radio electronics and microwave technology, namely, to electrically frequency-tunable filters containing miniature ferrite single-crystal spherical samples magnetized by an electromagnet surrounded by coil communication elements (WES) as resonators.
В электрически перестраиваемых фильтрах на ферритовых резонаторах (ФР) обычно востребованная ширина Δf3 полосы пропускания по уровню минус 3 дБ лежит, в зависимости от заданного диапазона длин волн, в следующих пределах: 10-20 МГц в метровом диапазоне, 15-30 МГц в дециметровом диапазоне, 25-50 МГц в сантиметровом диапазоне, 50-400 МГц - в миллиметровом диапазоне. При этом минимальные потери αmin в полосе пропускания при октавной перестройке резонансной частоты фильтра, в зависимости от количества ФР, не превышают: 2,5 дБ для двухзвенных (двухрезонаторных) фильтров, 3-4 дБ для четырехзвенных фильтров, 5-6 дБ для шестизвенных фильтров. Также известны фильтры на ферритовых резонаторах с широкой полосой пропускания 250-500 МГц. Создание синтезаторов частот для передающих устройств потребовало разработку сверхвысокочастотных ферритовых фильтров с предельно узкими полосами пропускания. Ширина полосы пропускания однозвенного ферритового фильтра на ортогональных витковых элементах связи (ВЭС) определяется выражением:In electrically tunable filters on ferrite resonators (FR), the commonly required width Δf 3 of the passband at the level of minus 3 dB lies, depending on the given wavelength range, in the following ranges: 10-20 MHz in the meter range, 15-30 MHz in the decimeter range, 25-50 MHz in the centimeter range, 50-400 MHz - in the millimeter range. In this case, the minimum losses α min in the passband during octave tuning of the resonant frequency of the filter, depending on the number of FRs, do not exceed: 2.5 dB for two-link (two-cavity) filters, 3-4 dB for four-link filters, 5-6 dB for six-link filters filters. Filters based on ferrite resonators with a wide passband of 250-500 MHz are also known. The creation of frequency synthesizers for transmitting devices required the development of microwave filters with extremely narrow passband. The bandwidth of a single-link ferrite filter on orthogonal orbit communication elements (WES) is determined by the expression:
γ=2,8 МГц/Э,γ = 2.8 MHz / Oe,
ΔH - ширина линии ферромагнитного резонанса, Э;ΔH is the line width of the ferromagnetic resonance, Oe;
k - коэффициент связи ФР с ортогональными ВЭС;k is the coupling coefficient of the RF with orthogonal wind farms;
При этом коэффициент связи определяется следующим образом:In this case, the coupling coefficient is determined as follows:
4пMs - намагниченность насыщения монокристалла ФР, Гс;4пM s is the saturation magnetization of a single crystal of FR, G;
ω=2пf - частота сигнала, МГц;ω = 2пf - signal frequency, MHz;
r - радиус ФР, см;r is the radius of the FR, cm;
R - радиус ВЭС, см;R is the radius of the wind farm, cm;
φ - угол охвата ВЭС ферритового резонатора, радиан.φ is the angle of the WES ferrite resonator, radian.
Выражения (1), (2) показывают, что для уменьшения ширины полосы пропускания фильтра необходимо уменьшить коэффициент связи ФР с ВЭС и собственную ширину линии ФМР (ΔH), а именно: уменьшать 4пMs уменьшать радиус ФР, увеличивать радиус ВЭС. Однако уменьшение ширины полосы пропускания однозвенного фильтра приводит к увеличению резонансных (минимальных) потерь в полосе пропускания, что является нежелательным фактом. Аналогичные закономерности имеют место и в многозвенном фильтре, то есть, содержащем несколько взаимосвязанных между собой ФР.Expressions (1), (2) show that in order to reduce the filter passband, it is necessary to reduce the coupling coefficient of the FR with the wind farm and the intrinsic width of the FMR line (ΔH), namely: reduce 4пM s, decrease the radius of the FR, increase the radius of the wind farm. However, reducing the bandwidth of a single-link filter leads to an increase in resonant (minimum) losses in the passband, which is an undesirable fact. Similar patterns also occur in a multi-link filter, that is, containing several interconnected RFs.
Известен СВЧ ферритовый фильтр (см. патент RU 154064, МПК H01P 1/218, опубликован 10.08.2015), содержащий немагнитный корпус, расположенный в зазоре электромагнита, по меньшей мере два сферических монокристаллических ферритовых резонатора, закрепленных на теплопроводящих керамических стержнях в резонансных камерах немагнитного корпуса, в две из которых через первые каналы в немагнитном корпусе проведены соответственно входной и выходной отрезки линии передачи, центральные проводники которых нагружены на короткозамкнутые на немагнитный корпус одинарные витковые элементы связи, сферические монокристаллические ферритовые резонаторы электромагнитно связаны друг с другом с помощью двойных витковых элементов связи, короткозамкнутых на немагнитный корпус на свободных концах и соединенных пропущенными через вторые каналы немагнитного корпуса проводниками, одинарные и двойные витковые элементы связи попарно ортогонально охватывают сферические монокристаллические ферритовые резонаторы, проводники во вторых каналах немагнитного корпуса заключены во введенные диэлектрические втулки, выполненные из кремнийорганического герметика с диэлектрической проницаемостью εГ не более 2,5, и тангенсом диэлектрических потерь tgδ не более 0,01, при этом ширина bВ, мм, высота hВ, мм, длина LВ, мм, диэлектрической втулки и радиус RВ, мм, ее внутреннего канала выбраны из определенных соотношений.Known microwave ferrite filter (see patent RU 154064, IPC
Недостатком известного СВЧ ферритового фильтра является невозможность достижения предельно узкой полосы пропускания при минимальных (резонансных) потерях.A disadvantage of the known microwave ferrite filter is the impossibility of achieving an extremely narrow passband with minimal (resonant) losses.
Известен СВЧ ферритовый фильтр (см. патент RU 157816, МПК H01P 1/218, опубликован 10.12.2015), содержащий немагнитный корпус с резонансными камерами, расположенный вместе с экранирующими камеры немагнитными металлическими прокладками в зазоре между полюсными наконечниками электромагнита, сферические монокристаллические ферритовые резонаторы, ориентированные в изотропном направлении на теплопроводящих металлокерамических стержнях в резонансных камерах немагнитного корпуса, в крайние из которых через первые каналы в немагнитном корпусе проведены соответственно входной и выходной отрезки линии передачи, центральные проводники которых нагружены на короткозамкнутые на немагнитный корпус одинарные витковые элементы связи, охватывающие крайние ферритовые резонаторы, сферические монокристаллические ферритовые резонаторы электромагнитно связанны друг с другом с помощью двойных витковых элементов связи, короткозамкнутых на немагнитный корпус на свободных концах и соединенных пропущенными через вторые каналы немагнитного корпуса проводниками длиной L<λ/4, где λ-длина волны в рабочем диапазоне перестройки фильтра, одинарные и двойные витковые элементы связи попарно ортогонально охватывают сферические монокристаллические ферритовые резонаторы, при этом напротив по меньшей мере одного сферического монокристаллического ферритового резонатора, имеющего пониженную резонансную частоту, по меньшей мере в одной немагнитной металлической экранирующей прокладке выполнено сквозное отверстие, в котором размещен заподлицо диск из магнитомягкого материала, примыкающий к одному из полюсных наконечников электромагнита.A known microwave ferrite filter (see patent RU 157816, IPC
Недостатком известного СВЧ ферритового фильтра является недостаточно узкая полоса пропускания при минимальных (резонансных) потерях.A disadvantage of the known microwave ferrite filter is not a sufficiently narrow passband with minimal (resonant) losses.
Известен СВЧ ферритовый фильтр (см. патент RU 148202, МПК H01P 1/20, опубликован 27.11.2014), совпадающий с настоящим решением по наибольшему числу существенных признаков и принятый за прототип. Известный СВЧ ферритовый фильтр-прототип содержит немагнитный корпус, расположенный в зазоре электромагнита, по меньшей мере два сферических монокристаллических ФР, закрепленных на теплопроводящих металлокерамических стержнях в резонаторных камерах немагнитного корпуса. В крайние резонаторные камеры через первые каналы в немагнитном корпусе проведены соответственно входной и выходной отрезки линии передачи. Центральные проводники входного и выходного отрезков линии передачи нагружены на короткозамкнутые на немагнитный корпус одинарные витковые элементы связи (ВЭС), охватывающие крайние ФР. Ферритовые резонаторы электромагнитно связаны друг с другом с помощью двойных ВЭС, короткозамкнутых на немагнитный корпус на свободных концах и соединенных пропущенными через вторые каналы немагнитного корпуса проводниками длиной L<λ/4, где λ - длина волны в рабочем диапазоне перестройки частоты от fmin до fmax СВЧ ферритового фильтра. Одинарные и двойные ВЭС попарно ортогонально охватывают ФР.A known microwave ferrite filter (see patent RU 148202, IPC
В известном фильтре для уменьшения потерь в полосе пропускания при работе в широких диапазонах частот (октава и более) между противолежащими торцами верхней и нижней частями электромагнита установлена металлическая прокладка толщиной 10-150 мкм между крайним ФР, имеющим более высокую резонансную частоту, и соответствующим ему отрезком линии передачи. Это обеспечивает выравнивание резонансных частот крайних ФР при ориентации их в изотропном направлении для обеспечения термостабильности и широкодиапазонности.In the known filter to reduce losses in the passband when operating in wide frequency ranges (octave or more) between the opposite ends of the upper and lower parts of the electromagnet there is a metal gasket 10-150 μm thick between the extreme FR having a higher resonant frequency and its corresponding segment transmission lines. This ensures equalization of the resonant frequencies of the extreme FRs when they are oriented in the isotropic direction to ensure thermal stability and wide range.
Недостатком известного СВЧ ферритового фильтра является невозможность достижения предельно узкой полосы пропускания при допустимых минимальных (резонансных) потерях.A disadvantage of the known microwave ferrite filter is the inability to achieve an extremely narrow passband with acceptable minimum (resonant) losses.
Задачей настоящей полезной модели является разработка такого СВЧ ферритового фильтра, который бы обеспечивал более узкие полосы Δf3 пропускания при допустимых (достаточно небольших) минимальных потерях в полосе пропускания (αmin≤54÷10 дБ).The objective of this utility model is to develop such a microwave ferrite filter that would provide narrower bandwidths Δf 3 with acceptable (fairly small) minimum losses in the passband (α min ≤54 ÷ 10 dB).
Поставленная задача решается тем, что СВЧ ферритовый фильтр содержит немагнитный корпус, расположенный в зазоре электромагнита, по меньшей мере два сферических монокристаллических ФР, закрепленных на теплопроводящих металлокерамических стержнях в резонаторных камерах немагнитного корпуса, в две из которых (крайние) через первые каналы в немагнитном корпусе проведены соответственно входной и выходной отрезки линии передачи, центральные проводники которых нагружены на короткозамкнутые на немагнитный корпус одинарные ВЭС, ФР электромагнитно связаны друг с другом с помощью двойных ВЭС, короткозамкнутых на немагнитный корпус на свободных концах и соединенных пропущенными через вторые каналы немагнитного корпуса проводниками длиной L<λ/4, где λ - длина волны в рабочем диапазоне перестройки частоты фильтра от fmin до fmax, одинарные и двойные ВЭС, попарно пересекаясь между собой, охватывают ФР, находясь вблизи от ФР. Новым является то, что точки пересечения одиночных и двойных ВЭС удалены от ФР на расстояние относительно продольных осей симметрии резонаторных камер, равное 0,25-1,0 диаметра d ФР, при этом диаметр d≤0,30-0,50 мм.The problem is solved in that the microwave ferrite filter contains a non-magnetic casing located in the gap of the electromagnet, at least two spherical single-crystal FRs mounted on heat-conducting cermet rods in the resonator chambers of the non-magnetic casing, in two of which (extreme) through the first channels in the non-magnetic casing respectively, the input and output segments of the transmission line are carried out, the central conductors of which are loaded on a single wind farm, FR electromagnetically shorted to a non-magnetic case are coupled with each other by means of double wind farms short-circuited to the non-magnetic case at the free ends and connected by conductors L <λ / 4, passed through the second channels of the non-magnetic case, where λ is the wavelength in the working range of the filter frequency tuning from f min to f max , single and double wind farms, intersecting in pairs, cover the FR, being close to the FR. New is that the intersection points of single and double wind farms are removed from the FR by a distance relative to the longitudinal symmetry axes of the resonator chambers, equal to 0.25-1.0 of the diameter d of the FR, while the diameter d≤0.30-0.50 mm.
Выбор интервала удаления ВЭС от ФР обусловлен тем, что при расстоянии менее 0,25 диаметра ФР не наблюдается существенного сужения полосы пропускания, а при расстоянии более 1,0 диаметра ФР резко возрастают потери в полосе пропускания СВЧ ферритового фильтра.The choice of the interval for removing the wind farm from the FR due to the fact that at a distance of less than 0.25 of the diameter of the FR there is no significant narrowing of the passband, and at a distance of more than 1.0 diameter of the FR, the losses in the passband of the microwave ferrite filter increase sharply.
При необходимости между противолежащими торцами верхней и нижней частей электромагнита установлена металлическая прокладка толщиной 10-150 мкм, размещенная между крайним сферическим монокристаллическим ферритовым резонатором, имеющим более высокую резонансную частоту, и соответствующим ему отрезком линий передачи.If necessary, between the opposite ends of the upper and lower parts of the electromagnet there is a metal gasket 10-150 μm thick located between the extreme spherical single-crystal ferrite resonator having a higher resonant frequency and the corresponding segment of transmission lines.
Возможны два варианта исполнения предложенного СВЧ ферритового фильтра.Two versions of the proposed microwave ferrite filter are possible.
В одном из вариантов ФР удалены от продольных осей симметрии резонаторных камер путем укорочения или удлинения теплопроводящих металлокерамических держателей, а точки пересечения ВЭС совмещены с продольными осями симметрии резонаторных камер.In one embodiment, the FRs are removed from the longitudinal symmetry axes of the resonator chambers by shortening or lengthening the heat-conducting cermet holders, and the intersection points of the wind farms are aligned with the longitudinal symmetry axes of the resonator chambers.
В другом варианте точки пересечения ВЭС смещены в одну или другую сторону относительно ФР путем небольшого наклона (угол наклона не более 5-30 градусов) плоскостей ВЭС к продольным осям симметрии резонаторных камер, а центры ФР расположены на продольных осях симметрии резонаторных камер.In another embodiment, the intersection points of the wind farms are shifted to one or the other side relative to the FR by a slight tilt (inclination angle of not more than 5-30 degrees) of the wind farm planes to the longitudinal symmetry axes of the resonator chambers, and the centers of the FR are located on the longitudinal symmetry axes of the resonator chambers.
Настоящая полезная модель поясняется чертежом, где:The present utility model is illustrated in the drawing, where:
на фиг. 1 представлен настоящий СВЧ ферритовый фильтр, показанный для большей наглядности без верхней части электромагнита и без диска, экранирующего резонаторные камеры (ФР смещены от продольных осей симметрии резонаторных камер);in FIG. 1 shows a real microwave ferrite filter, shown for clarity, without the upper part of the electromagnet and without a disk shielding the resonator chambers (the FRs are offset from the longitudinal symmetry axes of the resonator chambers);
на фиг. 2 показан вид сбоку на настоящий СВЧ ферритовый фильтр с разрезом электромагнита по продольной оси (тонкими линиями показаны продольные оси резонаторных камер);in FIG. 2 shows a side view of a real microwave ferrite filter with a section of the electromagnet along the longitudinal axis (the longitudinal axes of the resonator chambers are shown by thin lines);
на фиг. 3 изображен крупным планом вид сверху на камеры настоящего СВЧ ферритового фильтра с первым вариантом расположения в них ФР и ВЭС;in FIG. 3 is a close-up top view of the chambers of a real microwave ferrite filter with a first arrangement of the RF and wind farm in them;
на фиг. 4 дан крупным планом вид сверху на камеры настоящего СВЧ ферритового фильтра с вторым вариантом расположения в них ФР и ВЭС;in FIG. Figure 4 is a close-up top view of the chambers of a real microwave ferrite filter with a second arrangement of the RF and wind farm in them;
на фиг. 5 показан крупным планом вид сверху на камеры настоящего СВЧ ферритового фильтра с третьим вариантом расположения в них ФР и ВЭС;in FIG. 5 shows a close-up top view of the chambers of a real microwave ferrite filter with a third arrangement of the RF and wind farm in them;
на фиг. 6 дан крупным планом вид сверху на камеры настоящего СВЧ ферритового фильтра с четвертым вариантом расположения в них ФР и ВЭС;in FIG. Figure 6 is a close-up top view of the chambers of a real microwave ferrite filter with a fourth arrangement of the RF and wind farm in them;
на фиг. 7 в таблице приведены результаты испытаний СВЧ ферритового двухрезонаторного фильтра в диапазоне частот 13-15 ГГц.in FIG. 7 in the table shows the test results of a microwave ferrite two-cavity filter in the frequency range 13-15 GHz.
Изображенный на фиг. 1, фиг. 2 настоящий СВЧ ферритовый фильтр содержит немагнитный корпус 1, расположенный в зазоре 2 между верхней частью 3 и нижней частью 4 электромагнита 5, по меньшей мере, два ФР 6 (на рисунке показано 3 ФР 6), закрепленных на теплопроводящих металлокерамических стержнях 7 в резонаторных камерах 8, 9, 10 немагнитного корпуса 1. В две крайние резонаторные камеры 8, 9 через первые каналы 11, 12 в немагнитном корпусе 1 проведены соответственно входной и выходной отрезки линии передачи, центральные проводники 13, 14 которых нагружены на короткозамкнутые на немагнитный корпус 1 одинарные ВЭС 15, 16, окружающие крайние ФР 6. Ферритовые резонаторы 6 связаны друг с другом с помощью двойных ВЭС 17, 18, 19, короткозамкнутых на немагнитный корпус 1 на свободных концах и соединенных пропущенными через вторые каналы 20, 21 немагнитного корпуса 1 проводниками 22, 23 длиной L<λ/4, где λ - длина волны в рабочем диапазоне перестройки СВЧ ферритового фильтра. Одинарные ВЭС 15, 16 и двойные ВЭС 17, 18, 19 попарно пересекаются между собой и находятся вблизи от сферических монокристаллических ФР 6 в каждой из резонаторных камер 8, 9, 10. Крайние сферические монокристаллические ФР 6 с помощью теплопроводящих металлокерамических стержней 7 ориентируют в намагничивающем поле Н электромагнита 5 вдоль изотропного направления (по «тепловой оси») с целью обеспечения стабильности резонансной частоты и параметров СВЧ ферритового фильтра в широком интервале частот и температур. При этом металлокерамические стержни 7 пропущены через радиаторы 24, на которых установлены терморезисторы 25, подключаемые к источнику напряжения 26±3 В. Резонансные частоты fi крайних сферических монокристаллических ФР 6 определяют по формуле:Depicted in FIG. 1, FIG. 2, this microwave ferrite filter contains a
γ - гиромагнитное отношение 2,8 МГц/Э;γ is the gyromagnetic ratio of 2.8 MHz / Oe;
Ha - поле анизотропии сферического монокристаллического ФР в изотропном направлении равно нулю, Э;H a - the anisotropy field of a spherical single-crystal FR in the isotropic direction is zero, Oe;
fсвi - частота связи, обратно пропорциональна нагруженной добротности QHi резонатора, МГц;f swi is the coupling frequency, inversely proportional to the loaded Q factor of the resonator Q Hi , MHz;
Hi - магнитное поле в рабочем зазоре 2 электромагнита 5 в области размещения каждого i-го ФР 6 (i=l, 2, 3), Э.H i - the magnetic field in the working
Промежуточные ФР 6 в многозвенном СВЧ ферритовом фильтре, размещенные на таких же металлокерамических стержнях 7, служат для согласования их резонансных частот с частотами крайних ФР 6 для формирования качественной амплитудно-частотной характеристики СВЧ ферритового фильтра. Электромагнит 5, состоящий, как правило, из двух частей 3, 4 (см. фиг. 2), в которых на полюсных наконечниках 26 могут быть закреплены катушки 27 управления. Между полюсными наконечниками 3, 4 электромагнита 5 в зазоре 2, кроме немагнитного корпуса 1 с ФР 6, также размещены диски 28 из немагнитной фольги толщиной t=20-60 мкм для обеспечения электрогерметичности резонаторных камер 8, 9, 10, что обеспечивает высокое заграждение СВЧ ферритового фильтра вне полосы пропускания. Входной и выходной отрезки линий передачи выходят из электромагнита 5 в виде, например, СВЧ коаксиальных разъемов 29, 30 (или микрополосковых разъемов). Между торцами верхней 3 и нижней 4 частями электромагнита 5 могут быть установлены металлические прокладки 31 толщиной 10-150 мкм, выравнивающие резонансные частоты крайних ФР 6, ориентированных в изотропном направлении (по «тепловой оси») с целью обеспечения термостабильности. В настоящем СВЧ ферритовом фильтре точки пересечения ВЭС и центры ФР 6 разнесены друг от друга относительно продольных осей симметрии резонаторных камер 8, 9, 10. При этом крайние (одиночные) ВЭС 15, 16 удалены от крайних ФР 6 на расстояние 0,25-1,0 диаметра d ФР, диаметр d≤0,30-0,50 мм., обеспечивающее требуемую узкую полосу пропускания, средние (двойные) ВЭС 17, 18, 19 удалены от ФР 6 на расстояние 0,25-1,0 диаметра d ФР, диаметр d≤0,30-0,50 мм., при котором обеспечивается докритическая связь между ними (отсутствует раздвоение резонансной кривой) при достижении одновременно наименьших минимальных потерь на передачу сигнала между ними. При этом параметры сферических монокристаллических ФР выбирают из условий:Intermediate RF 6s in a multi-link microwave ferrite filter placed on the
намагниченность насыщения 4пMs≤fmin3/2γ, ед.; что обуславливает работу СВЧ ферритового фильтра при входных максимальных мощностях более 10 мВт;saturation magnetization 4pM s ≤
ширина линии ферромагнитного резонанса ΔH≤0,2-0,57, Э.ferromagnetic resonance line width ΔH≤0.2-0.57, E.
Возможно несколько вариантов исполнения настоящего СВЧ ферритового фильтра, которые иллюстрируются на фиг. 3-фиг. 6.Several embodiments of the present microwave ferrite filter are possible, which are illustrated in FIG. 3-fig. 6.
В первом из вариантов исполнения (см. фиг. 3, фиг. 4) сферические ФР 6, закрепленные на теплопроводящих металлокерамических стержнях 7 в резонаторных камерах 8, 9, 10, удалены от продольных осей симметрии резонаторных камер путем укорочения (см. фиг. 3) либо удлинения (см. фиг. 4) теплопроводящих стержней 7. При этом точки пересечения одинарных ВЭС 15, 16 и двойных ВЭС 17, 18, 19 совмещены с продольными осями симметрии резонаторных камер 8, 9, 10.In the first embodiment (see Fig. 3, Fig. 4),
Во втором из вариантов исполнения (см. фиг. 5, фиг. 6) точки пересечения ВЭС 15-19 смещены в одну или другую сторону относительно ферритовых резонаторов путем небольшого наклона (угол наклона 5-30 градусов) плоскостей ВЭС 15-19 относительно направления намагничивающего поля Н электромагнита 5, при этом центры ФР находятся на продольных осях симметрии резонаторных камер 8, 9, 10. Кстати, направление намагничивающего поля H электромагнита 5 всегда совпадает с направлением продольных осей симметрии резонаторных камер 8, 9, 10.In the second embodiment (see Fig. 5, Fig. 6), the intersection points of the wind farm 15-19 are shifted to one or the other side relative to the ferrite resonators by a slight tilt (inclination angle of 5-30 degrees) of the wind farm 15-19 planes relative to the direction of the magnetizing field H of the
В процессе разработки настоящего СВЧ ферритового фильтра были проведены испытания ФР, размещенных в центре (по продольной оси) резонаторных камер, изготовленных из разных марок монокристаллов и с разным удалением ВЭС от ФР и разным наклоном ВЭС относительно поля Н электромагнита. На фиг. 7 в таблице приведены результаты испытаний СВЧ ферритового двухрезонаторного фильтра в диапазоне частот 13-15 ГГц. Из таблицы видно, что в случае выбора монокристалла марки 140 КГ, имеющего 4пMs наиболее близкую к неравенству 4пMs≤fmin3/2γ, а также минимальный диаметр и ΔH, СВЧ ферритовый фильтр имеет максимально узкую полосу пропускания Δf3=8 МГц при минимальных потерях в полосе пропускания αmin=3,5 дБ. При этом угол наклона ВЭС к направлению поля H равен ≈25 градусов. Температурные испытания ферритового фильтра, содержащего ФР марки 140 КГ при настройке на минимальную ширину полосы пропускания Δf3=8 МГц при минимальных потерях 3,5 дБ приведены ниже:In the process of developing this microwave ferrite filter, tests were carried out of the RF located in the center (along the longitudinal axis) of the resonator chambers made of different grades of single crystals and with different distances from the wind farms from the RF and different inclination of the wind farms relative to the field H of the electromagnet. In FIG. 7 in the table shows the test results of a microwave ferrite two-cavity filter in the frequency range 13-15 GHz. The table shows that in the case of choosing a 140 KG single crystal having 4пM s closest to the inequality 4пM s ≤
T=20°C, Δf3=8 МГц, αmin=3,5 дБ, Δα=0 дБ;T = 20 ° C, Δf 3 = 8 MHz, α min = 3.5 dB, Δα = 0 dB;
T=70°C, Δf3=8,5 МГц, αmin=5,l дБ, Δα=0 дБ;T = 70 ° C, Δf 3 = 8.5 MHz, α min = 5, l dB, Δα = 0 dB;
Т=-60°C, Δf3=11 МГц, αmin=4,5 дБ, Δα=0 дБ.T = -60 ° C, Δf 3 = 11 MHz, α min = 4.5 dB, Δα = 0 dB.
Уход резонансной частоты не превышал ±3 МГц - параметры фильтра практически не изменялись при перестройке частоты фильтра в пределах 13-15 ГГц.The departure of the resonant frequency did not exceed ± 3 MHz - the filter parameters remained practically unchanged when the filter frequency was tuned within 13-15 GHz.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016121236/28U RU166141U1 (en) | 2016-05-30 | 2016-05-30 | SUPER HIGH FREQUENCY FERRITE FILTER |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016121236/28U RU166141U1 (en) | 2016-05-30 | 2016-05-30 | SUPER HIGH FREQUENCY FERRITE FILTER |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU166141U1 true RU166141U1 (en) | 2016-11-20 |
Family
ID=57792863
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016121236/28U RU166141U1 (en) | 2016-05-30 | 2016-05-30 | SUPER HIGH FREQUENCY FERRITE FILTER |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU166141U1 (en) |
-
2016
- 2016-05-30 RU RU2016121236/28U patent/RU166141U1/en active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0815612B1 (en) | Dielectric resonator filter | |
US8947317B2 (en) | Microwave resonator configured by composite right/left-handed meta-material and antenna apparatus provided with the microwave resonator | |
US4578655A (en) | Tuneable ultra-high frequency filter with mode TM010 dielectric resonators | |
US3714608A (en) | Broadband circulator having multiple resonance modes | |
US3516030A (en) | Dual cavity bandpass filter | |
US20220271410A1 (en) | Resonator apparatus, filter apparatus as well as radio frequency and microwave device | |
US6304160B1 (en) | Coupling mechanism for and filter using TE011 and TE01δ mode resonators | |
US5418507A (en) | Yig tuned high performance filters using full loop, nonreciprocal coupling | |
Wu et al. | New triangular microstrip loop resonators for bandpass dual-mode filter applications | |
Kobayashi et al. | A low-loss bandpass filter using electrically coupled high-Q TM/sub 01 delta/dielectric rod resonators | |
RU148202U1 (en) | SUPER HIGH FREQUENCY FERRITE FILTER | |
RU157816U1 (en) | SUPER HIGH FREQUENCY FERRITE FILTER | |
US5221912A (en) | YIG tuned band reject filter for 2-18 GHz with full one-quarter wavelength RF coupling loops | |
Pond | Mobius dual-mode resonators and bandpass filters | |
RU166141U1 (en) | SUPER HIGH FREQUENCY FERRITE FILTER | |
US7610072B2 (en) | Superconductive stripline filter utilizing one or more inter-resonator coupling members | |
US20030038633A1 (en) | Cavity resonator for electron paramagnetic resonance spectroscopy having axially uniform field | |
US2518092A (en) | Ultra high frequency band-pass circuits | |
US4251786A (en) | Stepped-rod ferrite microwave limiter having wide dynamic range and optimal frequency selectivity | |
CA2286857A1 (en) | Arrangement and method relating to microwave devices | |
RU177528U1 (en) | SUPER HIGH FREQUENCY FERRITE FILTER | |
US3480888A (en) | Electronically tuned filter | |
RU182535U1 (en) | SUPER HIGH FREQUENCY FERRITE FILTER | |
Golzar et al. | Orthogonal-mode dual-band rectangular waveguide filters | |
Carter | Side-wall-coupled, strip-transmission-line magnetically tunable filters employing ferrimagnetic YIG resonators |