RU185342U1 - Полосовой фильтр КВЧ диапазона - Google Patents
Полосовой фильтр КВЧ диапазона Download PDFInfo
- Publication number
- RU185342U1 RU185342U1 RU2017143229U RU2017143229U RU185342U1 RU 185342 U1 RU185342 U1 RU 185342U1 RU 2017143229 U RU2017143229 U RU 2017143229U RU 2017143229 U RU2017143229 U RU 2017143229U RU 185342 U1 RU185342 U1 RU 185342U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- crosses
- frequency
- dielectric constant
- filter
- metal surface
- Prior art date
Links
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 12
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000002114 nanocomposite Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 6
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 claims abstract description 3
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 6
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
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
Landscapes
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Abstract
Использование: для частотной селекции сигналов миллиметрового диапазона в сверхразмерных волноводных линиях. Сущность полезной модели заключется в том, что узкополосный КВЧ фильтр, сформированный из металлической поверхности с периодически повторяющимися вырезами в виде крестов, содержащий дополнительную металлическую поверхность с симметрично выполненными вырезами в виде крестов, а также полимерную нанокомпозитную согласующую прослойку с линейно возрастающей диэлектрической проницаемостью, нанокомпозитная прослойка выполнена со средним значением диэлектрической проницаемости εср=2, tgδ~0.02, при этом прослойку выполняют толщиной 0,05 мм, вырезы крестов выполняют со значением ширины 0,05 мм, период расположения вырезов в виде крестов составляет 1,3 мм. Технический результат обеспечение возможности улучшения частотно-селективных свойств фильтра. 1 илл.
Description
Полезная модель относится к технике СВЧ и предназначено для частотной селекции сигналов миллиметрового диапазона в сверхразмерных волноводных линиях. Полезная модель позволяет проводить фильтрацию сигнала в диапазоне мощностей до 1 Ватта непрерывной мощности или до 10 Ватт импульсной.
Полезная модель предназначена для использования в составе сверхразмерных металлических, металло-диэлектрических волноводах миллиметрового диапазона длин радиоволн.
В основе полезной модели лежат квазиоптическе принципы, т.е. использование в диапазоне крайне высоких частот (КВЧ) и ТГЧ-диапазоне оптических методов канализации и обработки сигналов.
Частотно-селективные поверхности (ЧСП) в виде элементов произвольной конфигурации, применяются для фильтрации электромагнитных сигналов различных частотных диапазонов (Su 1529322, CN 100395916 С, RU 2585178, US 3789404, US 4125841, US 4814785).
Известен аналог (CN 105680123 А) для полосовой селекции КВЧ сигнала в собственном волноводе. Это устройство выполнено в виде отрезка волновода миллиметрового диапазона с U-образной структурой внутри.
Полосовой фильтр отражающего действия (US 5384575) состоит из квадратной сетки.
В (US 6147572) применяется аналогичный полосовой фильтр вместе с микрополосковыми антеннами для сантиметрового и миллиметрового диапазонов. Но крутизна склонов полосы пропускания устройств (селективность) сравнительно невелика. Многослойные частотно-селективные поверхности квадратного типа (US 6218978 B1 US 7639206 В2) используются для решения данной проблемы.
Изобретение (RU 2469446) состоит из частотно-селективных поверхностей и композитного материала с отрицательным коэффициентом преломления. Данный фильтр выполнен для функционирования в диапазоне 200-300 ГГц. В данном фильтре предусмотрено изменение диэлектрической проницаемости композита для перестройки частоты селекции.
Высокочастотный фильтр (US 20110304413 А1) также применяет композитный материал с отрицательным коэффициентом преломления. Центральная частота данного фильтра - 60 ГГц. Полоса пропускания 20 ГГц.
Прототипом частотно-селективной части полезной модели является поверхность (CN 104518263 А), размещенная на диэлектрической подложке, с пустотами в виде периодически повторяющихся крестов одинакового размера, имеющих металлизацию по краям. Важно отметить, что характеристики данного устройства практически идентичны для ТМ и ТЕ волн. Полоса пропускания данного фильтра около 20%.
Задача, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, заключается в разработке узкополосного фильтра (полоса пропускания меньше 10%) на основе полимерного нанокомпозитного вещества и частотно-селективных поверхностей. Такой фильтр должен обладать высокой частотной избирательностью, малым собственным ослаблением, толщиной не более длин волн диапазона прозрачности, а также иметь более простую конструкцию по сравнению с прототипами.
Техническим результатом полезной модели является улучшение частотно-селективных свойств фильтра.
Полезная модель поясняется чертежом: фиг. - узкополосный КВЧ фильтр в двух проекциях. На чертеже приняты следующие обозначения: 1, 2 - металлические частотно-селективные поверхности, 3 - прослойка из полимерного композитного наноматериала, 4 - крестообразный периодически повторяющийся вырез, а - ширина выреза, Т - период.
Узкополосный КВЧ фильтр с центральной частотой 140 ГГц сформирован из двух металлических поверхностей 1, 2 с апертурными элементами в виде крестов 4 и полимерной нанокомпозитной прослойки 3 с линейно возрастающей диэлектрической проницаемостью со средним значением εср=2, tgδ=0.02 и толщиной 0,05 мм (Фиг. 1).
Материал ЧСП - нержавеющая сталь, покрытая никелем. Толщина металла 0,05 мм. Толщина никеля 0,003 мм. Собственное ослабление фильтра не более 5 дБ. Полоса пропускания по уровню половины мощности (-3 дБ) меньше 10%. Характеристики фильтра не зависят от направления вектора напряженности электрического поля 
, а также слабо зависят от угла падения электромагнитной волны.
Узкополосный КВЧ фильтр работает следующим образом: плоская электромагнитная волна нормально падает на поверхность фильтра 1 (или 2) вдоль волноводной линии. Через крестообразные вырезы 4, сигнал с резонансной частотой практически полностью проникает сквозь металлическую поверхность 1 (или 2), а отличный от резонансной частоты - проникает лишь частично, причем в окрестности резонансной частоты прошедший сигнал больше отраженного. Полимерный композитный наноматериал 3 выполняет роль диэлектрической согласующей прослойки между двумя металлическими частотно-селективными поверхностями таким образом, что электромагнитный сигнал проходит разное электрическое расстояние между двумя металлическими поверхностями 1 и 2 из-за линейно-возрастающей диэлектрической проницаемости композита. После прохождения второй металлической частотно-селективной поверхности 2 (или 1), сигнал имеет резко выраженный частотный резонанс. Полоса пропускания измеряется по общепринятому отношению разности максимальной и минимальной частот на уровне -3 дБ (половина мощности) к резонансной частоте.
Таким образом, достигнуто сужение полосы пропускания, свидетельствующее об улучшении частотно-селективных свойств фильтра.
Claims (1)
- Узкополосный КВЧ фильтр, сформированный из металлической поверхности с периодически повторяющимися вырезами в виде крестов, содержащий дополнительную металлическую поверхность с симметрично выполненными вырезами в виде крестов, а также полимерную нанокомпозитную согласующую прослойку с линейно возрастающей диэлектрической проницаемостью, нанокомпозитная прослойка выполнена со средним значением диэлектрической проницаемости εср=2, tgδ~0.02, отличающийся тем, что прослойку выполняют толщиной 0,05 мм, вырезы крестов выполняют со значением ширины 0,05 мм, период расположения вырезов в виде крестов составляет 1,3 мм.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017143229U RU185342U1 (ru) | 2017-12-11 | 2017-12-11 | Полосовой фильтр КВЧ диапазона |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017143229U RU185342U1 (ru) | 2017-12-11 | 2017-12-11 | Полосовой фильтр КВЧ диапазона |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU185342U1 true RU185342U1 (ru) | 2018-11-30 |
Family
ID=64577105
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017143229U RU185342U1 (ru) | 2017-12-11 | 2017-12-11 | Полосовой фильтр КВЧ диапазона |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU185342U1 (ru) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1529322A1 (ru) * | 1987-11-10 | 1989-12-15 | Киевский Политехнический Институт Им.50-Летия Великой Октябрьской Социалистической Революции | СВЧ-фильтр |
| US6147572A (en) * | 1998-07-15 | 2000-11-14 | Lucent Technologies, Inc. | Filter including a microstrip antenna and a frequency selective surface |
| US20110304413A1 (en) * | 2010-06-11 | 2011-12-15 | Ta-Jen Yen | High frequency filter |
| RU2469446C1 (ru) * | 2011-11-17 | 2012-12-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ" им. В.И. Ульянова (Ленина) | Перестраиваемый метаматериальный фильтр терагерцевого диапазона |
| CN104518263A (zh) * | 2014-12-03 | 2015-04-15 | 西安电子科技大学 | 一种毫米波带通频率选择表面 |
-
2017
- 2017-12-11 RU RU2017143229U patent/RU185342U1/ru active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1529322A1 (ru) * | 1987-11-10 | 1989-12-15 | Киевский Политехнический Институт Им.50-Летия Великой Октябрьской Социалистической Революции | СВЧ-фильтр |
| US6147572A (en) * | 1998-07-15 | 2000-11-14 | Lucent Technologies, Inc. | Filter including a microstrip antenna and a frequency selective surface |
| US20110304413A1 (en) * | 2010-06-11 | 2011-12-15 | Ta-Jen Yen | High frequency filter |
| RU2469446C1 (ru) * | 2011-11-17 | 2012-12-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ" им. В.И. Ульянова (Ленина) | Перестраиваемый метаматериальный фильтр терагерцевого диапазона |
| CN104518263A (zh) * | 2014-12-03 | 2015-04-15 | 西安电子科技大学 | 一种毫米波带通频率选择表面 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| С.Ю. Молчанов, Н.М. Ушаков, А.П. Креницкий, В.П. Мещанов, "Фильтр для миллиметрового диапазона длин волн с узкой полосой пропускания", Электроника СВЧ, 2016 [стр. 49-52, рис. 1]. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101464756B1 (ko) | 표면 임피던스를 가진 전자 스크린 | |
| CN110838610B (zh) | 一维滤波阵列介质波导带通滤波器及其设计方法 | |
| KR20100134567A (ko) | 인공 매질 | |
| Wang et al. | Design of a self-complementary frequency selective surface with multi-band polarization separation characteristic | |
| Biswas et al. | Harmonics suppression of microstrip patch antenna using defected ground structure | |
| RU185342U1 (ru) | Полосовой фильтр КВЧ диапазона | |
| Kurra et al. | A band-notched UWB antenna using uni-planar EBG structure | |
| Latip et al. | Effect of DGS utilization on characteristics of square shaped CSRR-based SIW BPF | |
| Mohammadi et al. | Design of compact UWB Band Pass filter using radial stub loaded resonator and cross-shaped coupled lines with improved out-of-band performance and sharp roll-off | |
| Bulu et al. | Designing materials with desired electromagnetic properties | |
| Madhav et al. | Quad band filtenna using split ring resonators to notch unwanted frequencies in medical application bands | |
| Silva et al. | An efficient method based on equivalent-circuit modeling for analysis of frequency selective surfaces | |
| Kurra et al. | A harmonic suppressed bandpass filter and its application in diplexer | |
| Das et al. | Novel Designs of SIW Based Frequency Selective Surfaces for Electromagnetic Shielding | |
| Yelizarov et al. | Simulation of a Frequency Selective Surface with Fractal Jerusalem Cross Unit Cells | |
| RU2678937C1 (ru) | Сверхширокополосное поглощающее покрытие | |
| Chen et al. | A novel compact ultra-wideband bandpass filter with simultaneous narrow notched band and out-of-band performance improvement | |
| Reja et al. | Study the Effect of SRRs on Broadband Microwave parallel-coupled band-pass filters | |
| Hamid et al. | Analysis of absorption mechanism in a planar radome absorber | |
| Kada et al. | Design of bandpass filters based on metamaterials | |
| Naoui et al. | RFID antenna by using metamaterials with negative effective permeability | |
| Peswani et al. | A novel band pass double-layered frequency selective superstrate for WLAN applications | |
| Zhou et al. | Dual-polarized FSS with Wide Frequency Tunability and Simple Bias Network. | |
| Can et al. | Radar cross section reduction of a plate with textile-based single negative metamaterial | |
| US9385410B2 (en) | Radio wave half mirror for millimeter wave band and method of flattening transmittance thereof |