RU197717U1

RU197717U1 - Microwave filter

Info

Publication number: RU197717U1
Application number: RU2020103927U
Authority: RU
Inventors: Владислав Анатольевич Горбунов; Вадим Александрович Щербаков
Priority date: 2020-01-29
Filing date: 2020-01-29
Publication date: 2020-05-25

Abstract

Полезная модель относится к технике СВЧ, в частности к фильтрам СВЧ-диапазона. СВЧ-фильтр содержит волновод, включающий в себя набор резонаторов, представляющих собой фрагменты волновода, диафрагмы и подводящие отрезки волновода с волноводными фланцами. СВЧ-фильтр выполнен монолитным, а связь резонаторов между собой выполнена в виде параллельного Г-образного соединения через диафрагму в плоскости, перпендикулярной векторам электрического поля, при этом диафрагмы ориентируются взаимно ортогонально в плоскости, параллельной векторам магнитного поля, а количество резонаторов кратно двум. Технический результат – снижение количества паразитных полос пропускания на удвоенной номинальной частоте. 3 ил.The utility model relates to microwave technology, in particular to microwave filters. The microwave filter contains a waveguide, which includes a set of resonators, which are fragments of the waveguide, the diaphragm and the supply segments of the waveguide with waveguide flanges. The microwave filter is made monolithic, and the resonators are interconnected in the form of a parallel L-shaped connection through a diaphragm in a plane perpendicular to the electric field vectors, while the diaphragms are oriented mutually orthogonally in a plane parallel to the magnetic field vectors, and the number of resonators is a multiple of two. The technical result is a reduction in the number of spurious passbands at twice the nominal frequency. 3 ill.

Description

Заявленная полезная модель относится к технике СВЧ и может быть использована при создании полосовых фильтров СВЧ.The claimed utility model relates to microwave technology and can be used to create microwave bandpass filters.

Из техники известны СВЧ-фильтры, например волноводно-диэлектрический фильтр (SU1166201, опубл. 07.07.1985), который содержит отрезок запредельного волновода, в котором установлены диэлектрические вкладыши, размещенные симметрично относительно осей его поперечного сечения, соседние из которых связаны между собой через металлическую диафрагму, размещенную посредине между ними, подстроечные винты, размещенные один перпендикулярно другому и винты связи ортогональных мод, установленные под углом 45° к подстроечным винтам, отрезок запредельного волновода имеет квадратное поперечное сечение и по крайней мере две его внутренние противоположные стенки соприкасаются с диэлектрическими вкладышами, а металлическая диафрагма выполнена с щелью, параллельной вектору входного электрического поля, и ее ширина составляет одну десятую часть размера стенки отрезка запредельного волновода. Microwave filters are known from the art, for example, a waveguide-dielectric filter (SU1166201, publ. 07/07/1985), which contains a segment of the transcendental waveguide, in which dielectric inserts are installed, placed symmetrically relative to the axes of its cross section, adjacent of which are connected through a metal a diaphragm located in the middle between them, trimming screws placed one perpendicular to the other, and orthogonal mode coupling screws installed at an angle of 45 ° to the trimming screws, the segment of the transcendental waveguide has a square cross section and at least two of its inner opposite walls are in contact with dielectric inserts, and the metal diaphragm is made with a slit parallel to the input electric field vector, and its width is one tenth of the wall size of a segment of the transcendental waveguide.

Наиболее близким аналогом заявленной полезной модели является волноводный полосно-пропускающий СВЧ-фильтр (RU 146668, опубл. 20.10.2014), содержащий входной и выходной прямоугольные волноводы, имеющие торцевое соединение с запредельным волноводом меньшего сечения, внутри которого на его широкой стенке закреплены три гребня, образующие объемные резонаторы, гребни имеют L-образную форму, и каждая секция волновода имеет λ_в,/4, где λ_в - рабочая длина волны в волноводе.The closest analogue of the claimed utility model is a waveguide band-pass microwave filter (RU 146668, publ. 10/20/2014) containing rectangular input and output waveguides having an end connection with a transverse waveguide of a smaller cross section, inside of which three ridges are fixed on its wide wall the ridges forming volume resonators have an L-shape, and each section of the waveguide has λ _in , / 4, where λ _in is the working wavelength in the waveguide.

Недостатками вышеуказанных аналогов являются большие размеры фильтра и наличие паразитной полосы пропускания на удвоенной центральной частоте.The disadvantages of the above analogues are the large size of the filter and the presence of spurious passband at twice the center frequency.

Техническим результатом заявленной полезной модели является уменьшение количества паразитных полос пропускания в районе удвоенной центральной частоты.The technical result of the claimed utility model is to reduce the number of spurious passbands in the region of twice the center frequency.

Заявленный технический результат достигается за счет создания СВЧ фильтра, состоящего из, кратного двум количества, фрагментов волновода, диафрагм и подводящих отрезков волновода с волноводными фланцами, необходимых для коммутации фильтра в СВЧ тракт. В предложенной полезной модели, каждый отдельный фрагмент волновода представляет собой резонаторную камеру, связанную с соседними камерами и подводящими отрезками волновода посредством параллельного Г-образного соединения через диафрагму в плоскости перпендикулярной векторам электрического поля. При этом, диафрагмы связи ориентируются взаимно ортогонально в плоскости, параллельной векторам магнитного поля.The claimed technical result is achieved by creating a microwave filter, consisting of a multiple of two quantities, fragments of the waveguide, diaphragms and lead-in segments of the waveguide with waveguide flanges necessary for switching the filter into the microwave path. In the proposed utility model, each individual fragment of the waveguide is a resonator chamber connected to adjacent chambers and leading segments of the waveguide by means of a parallel L-shaped connection through a diaphragm in a plane perpendicular to the electric field vectors. In this case, the communication diaphragms are oriented mutually orthogonally in a plane parallel to the magnetic field vectors.

Полезная модель проиллюстрирована следующими фигурами:The utility model is illustrated by the following figures:

Фиг. 1 - общий вид СВЧ-фильтра;FIG. 1 is a general view of a microwave filter;

Фиг. 2 - амплитуда поля Е на центральной частоте;FIG. 2 - the amplitude of the field E at the center frequency;

Фиг. 3 - амплитуда поля Е на удвоенной центральной частоте.FIG. 3 - field amplitude E at a double center frequency.

На фиг. 1 позиции обозначают следующее:In FIG. 1 positions indicate the following:

1 - резонаторы;1 - resonators;

2 - диафрагмы.2 - aperture.

Сущность заявленной полезной модели заключается в следующем.The essence of the claimed utility model is as follows.

Один из широко распространенных типов СВЧ фильтров - это фильтры на основе волноводной секции. Как правило, данный тип фильтра представляет собой отрезок волновода со встроенными диафрагмами, образующими набор связанных резонаторов.One of the widespread types of microwave filters is filters based on the waveguide section. As a rule, this type of filter is a segment of a waveguide with built-in diaphragms that form a set of coupled resonators.

К достоинству данного типа фильтров можно отнести малые потери, технологичность производства.The advantages of this type of filter include small losses, manufacturability.

К недостаткам данного типа фильтров можно отнести большие размеры и наличие широкой полосы пропускания на удвоенной номинальной частоте. The disadvantages of this type of filter include the large size and the presence of a wide passband at twice the nominal frequency.

Предложенный вариант конструкции фильтра позволяет значительно уменьшить количество паразитных полос пропускания в районе удвоенной номинальной частоты, а также сократить габариты.The proposed filter design option can significantly reduce the number of spurious passband in the area of twice the rated frequency, as well as reduce the size.

Подавление паразитных полос пропускания на удвоенной номинальной частоте достигается за счет расположения диафрагм связи особым образом. The suppression of spurious passbands at twice the nominal frequency is achieved due to the location of the communication diaphragms in a special way.

На центральной частоте электрическое поле - поле Е сконцентрировано в центре резонатора и при перемещении к краям резонатора интенсивность поля Е убывает. В районе диафрагмы поле Е не затухает полностью, и переходит в следующий резонатор. Таким образом, сигнал на центральной частоте может распространяться по фильтру от входа к выходу (фиг. 2).At the central frequency, the electric field - the field E is concentrated in the center of the resonator and when moving to the edges of the resonator, the field intensity E decreases. In the region of the diaphragm, the field E does not decay completely, and passes to the next resonator. Thus, the signal at the center frequency can propagate through the filter from input to output (Fig. 2).

На удвоенной центральной частоте поле Е внутри резонаторов имеет конфигурацию в виде двух пучностей, расположенных таким образом, что в районе диафрагм интенсивность поля мала, что препятствует распространению поля. Что, в свою очередь, и дает ослабление сигнала удвоенной частоты (фиг. 3).At a double central frequency, the field E inside the resonators has a configuration in the form of two antinodes arranged so that in the region of the diaphragms the field intensity is small, which prevents the field from propagating. Which, in turn, gives the attenuation of the double frequency signal (Fig. 3).

Конструкция СВЧ-фильтра представляет собой монолитное соединение фрагментов волновода, диафрагм и подводящих отрезков волновода с волноводными фланцами. СВЧ-фильтр выполнен по технологии прямой лазерной 3D - печати из силумина. На фиг. 1 представлен СВЧ-фильтр четвертого порядка. The microwave filter design is a monolithic connection of waveguide fragments, diaphragms and lead-in segments of the waveguide with waveguide flanges. The microwave filter is made using direct 3D laser printing technology from silumin. In FIG. 1 shows a fourth order microwave filter.

СВЧ-фильтр выполнен монолитным, а связь резонаторов между собой выполнена в виде параллельного Г-образного соединения через диафрагму в плоскости, перпендикулярной векторам электрического поля, при этом диафрагмы ориентируются взаимно ортогонально в плоскости, параллельной векторам магнитного поля, а количество резонаторов кратно двум.The microwave filter is made monolithic, and the resonators are interconnected in the form of a parallel L-shaped connection through a diaphragm in a plane perpendicular to the electric field vectors, while the diaphragms are oriented mutually orthogonally in a plane parallel to the magnetic field vectors, and the number of resonators is a multiple of two.

Таким образом, заявленная полезная модель обеспечивает уменьшение количества паразитных полос пропускания в районе удвоенной центральной частоты, а также позволяет сократить габариты фильтра.Thus, the claimed utility model provides a reduction in the number of spurious passbands in the region of twice the center frequency, and also reduces the size of the filter.

Claims

A microwave filter containing a waveguide, including a set of resonators, representing fragments of a waveguide, diaphragm and leading segments of the waveguide with waveguide flanges, characterized in that it is made monolithic, and the coupling of the resonators is made in the form of a parallel L-shaped connection through the diaphragm in a plane perpendicular to the electric field vectors, while the diaphragms are oriented mutually orthogonally in a plane parallel to the magnetic field vectors, and the number of resonators is a multiple of two.