RU2046466C1

RU2046466C1 - S h f filter

Info

Publication number: RU2046466C1
Authority: RU
Inventors: Д.Г. Орлов; И.Н. Салий; Э.А. Семенов; И.А. Чесноков
Priority date: 1992-06-26
Filing date: 1992-06-26
Publication date: 1995-10-20

Abstract

FIELD: s h f equipment. SUBSTANCE: SHF filter has sections of microstrip lines open on ends and coupled electromagnetically. Sections of microstrip lines are positioned in parallel to each other with shift of quarterwave length. Distance between sections of microstrip lines is constant over length of communication region and width of current-carrying conductors diminishes from edges of communication region to center. EFFECT: enhanced operational reliability of filter. 3 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к технике СВЧ и может быть использовано в качестве автономных узлов в СВЧ-трактах, осуществляющих частотную селекцию сигналов. The invention relates to microwave technology and can be used as stand-alone nodes in microwave paths performing frequency selection of signals.

Известен СВЧ фильтр (см. Аристархов Г.М. Вершинин Ю.П. Анализ фильтров на связанных линиях с неравными фазовыми скоростями. Р.и Э. 1983, т. 28, в. 9, с. 1714-1724), содержащий параллельно связанные регулярные отрезки линий передачи, разомкнутые с одного конца, причем отрезки связанных линий передачи имеют неравные фазовые скорости. A known microwave filter (see Aristarkhov G.M. Vershinin Yu.P. Analysis of filters on coupled lines with unequal phase velocities. R. and E. 1983, v. 28, v. 9, pp. 1714-1724), containing in parallel connected regular segments of transmission lines that are open at one end, and segments of connected transmission lines have unequal phase velocities.

Недостатком фильтра является сложность практической реализации необходимого соотношения фазовых скоростей в отрезках связи, а также наличие паразитных полос прозрачности. The disadvantage of the filter is the difficulty in practical implementation of the necessary ratio of phase velocities in the communication segments, as well as the presence of spurious transparency bands.

Известен также полосно-пропускающий фильтр (патент США N 4455540, НКИ 333/202), содержащий N линейных разомкнутых на концах П-образных резонаторов, в котором для расширения полосы заграждения используются p (0 < p≅ N + 1) вспомогательных линейных резонаторов, настроенных на подаваемую частоту и подключенных к резонаторам в точке, расположенной вблизи середины резонатора. Also known is a band-pass filter (US patent N 4455540, NKI 333/202), containing N linear open at the ends of the U-shaped resonators, in which p (0 <p≅ N + 1) auxiliary linear resonators are used to expand the obstacle band, tuned to the supplied frequency and connected to the resonators at a point located near the middle of the resonator.

Недостатком данного фильтра является низкая избирательность, так как используемые регулярные шлейфы из-за эквидистантности спектра собственных частот могут подавлять только частоты, близкие к удвоенному значению центральной частоты полосы пропускания, в противном случае увеличивается уровень потерь устройства в полосе пропускания. The disadvantage of this filter is its low selectivity, because regular loops used because of the equidistance spectrum of the natural frequencies can suppress only frequencies close to twice the central frequency of the passband, otherwise the level of device loss in the passband increases.

Известен полосковый фильтр, содержащий электромагнитно связанные четвертьволновые отрезки первичной и вторичной линий передачи, замкнутые на конце, к которым подключены входной и выходной проводники, а область связи выполнена ступенчато-нерегулярной так, что коэффициент связи монотонно увеличивается к центру структуры [1]
Недостатки такого фильтра состоят в низкой избирательности, которая не может быть увеличена путем наращивания количества звеньев из-за возникновения паразитных полос пропускания и трудности технической реализации большого коэффициента связи.A known filter strip containing electromagnetically connected quarter-wave segments of the primary and secondary transmission lines, closed at the end, to which the input and output conductors are connected, and the communication region is made stepwise-irregular so that the coupling coefficient monotonically increases to the center of the structure [1]
The disadvantages of such a filter are its low selectivity, which cannot be increased by increasing the number of links due to spurious passband and the difficulty of technical implementation of a large coupling coefficient.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является полосно-пропускающий фильтр с параллельно связанными полуволновыми отрезками микрополосковых линий (резонаторов), разомкнутых на обоих концах и расположенных параллельно друг к другу со сдвигом на четверть длины волны [2]
Недостатками этого фильтра являются невозможность реализации высокой крутизны АЧХ и наличие паразитных полос прозрачности в области удвоенной центральной частоты.Closest to the proposed technical solution is a band-pass filter with parallel-connected half-wave segments of microstrip lines (resonators), open at both ends and parallel to each other with a shift of a quarter wavelength [2]
The disadvantages of this filter are the impossibility of realizing a high slope of the frequency response and the presence of spurious transparency bands in the region of doubled center frequency.

Цель изобретения повышение избирательности полосно-пропускающего фильтра при расширении полосы пропускания. The purpose of the invention is to increase the selectivity of the bandpass filter while expanding the passband.

Это достигается тем, что сверхвысокочастотный фильтр содержит электромагнитно связанные отрезки микрополосковых линий, разомкнутые на обоих концах и расположенные параллельно друг другу со сдвигом на четверть длины волны, к крайним из которых подключены входная и выходная линии, причем расстояние между отрезками выполнено постоянным на длине области связи, по крайней мере пара смежных отрезков микрополосковых линий на длине общей области связи выполнена нерегулярной с шириной токонесущих проводников, уменьшающейся от краев области связи к центру. This is achieved by the fact that the microwave filter contains electromagnetically connected segments of microstrip lines, open at both ends and located parallel to each other with a quarter wavelength shift, to the extreme of which the input and output lines are connected, and the distance between the segments is made constant over the length of the communication region at least a pair of adjacent segments of microstrip lines along the length of the common communication region is irregular with the width of the current-carrying conductors decreasing from the edges of the region tie to the center.

Известно, что избирательность фильтров может быть повышена путем подключения дополнительных элементов, например фильтрующих звеньев, шлейфных резонаторов и т.д. В предлагаемой заявке путь повышения избирательности иной имеющиеся проводники выполнены нерегулярными, что не связано с подключением дополнительных элементов. It is known that the selectivity of filters can be increased by connecting additional elements, such as filter links, loop resonators, etc. In the proposed application, the way to increase the selectivity of another available conductors are made irregular, which is not associated with the connection of additional elements.

На фиг. 1 показан внешний вид устройства; на фиг. 2 амплитудно-частотная характеристика предложенного устройства; на фиг. 3 амплитудно-частотная характеристика предложенного устройства с изменением конфигурации проводников. In FIG. 1 shows the appearance of the device; in FIG. 2 amplitude-frequency characteristic of the proposed device; in FIG. 3 amplitude-frequency characteristic of the proposed device with a change in the configuration of the conductors.

Устройство представляет собой отрезки связанных линий 1 и 2, разомкнутые на концах и расположенные параллельно друг другу со сдвигами на четверть длины волны. К крайним подключены входная 3 и выходная 4 линии, причем расстояние между отрезками выполнено постоянным на длине области связи, а ширина токонесущих проводников уменьшается от краев области связи к центру. The device is a piece of connected lines 1 and 2, open at the ends and parallel to each other with shifts of a quarter of the wavelength. The input 3 and output 4 lines are connected to the extreme ones, and the distance between the segments is made constant along the length of the communication region, and the width of the current-carrying conductors decreases from the edges of the communication region to the center.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Сигнал на рабочей частоте поступает в устройство через входную линию 3, полностью перекачивается через отрезки связанных линий 1 и 2 в выходную линию 4. Сигналы других частот фильтром отражаются и в выходную линию не поступают. Использование нерегулярных проводников с конфигурацией, определенной формулой изобретения, приводит к перемещению второго полюса затухания вниз по оси частот, кроме того, одновременно с этим расширяется полоса пропускания, что ведет к значительному уменьшению коэффициента прямоугольности и повышению избирательности. The signal at the operating frequency enters the device through the input line 3, is completely pumped through the segments of the connected lines 1 and 2 to the output line 4. The signals of other frequencies are reflected by the filter and do not enter the output line. The use of irregular conductors with the configuration defined by the claims leads to the movement of the second attenuation pole down the frequency axis, in addition, at the same time, the bandwidth is expanded, which leads to a significant decrease in the squareness coefficient and increased selectivity.

Примеры конкретного выполнения. Examples of specific performance.

1. Представлена АЧХ предложенного устройства (кривая 1) для случая, когда волновое сопротивление в центре в два раза больше, чем на конце линии, коэффициент связи равен 0,5 по всей длине участка связи. Кривая 2 соответствует АЧХ прототипа, когда в качестве четвертьволновых связанных линий используются регулярные линии. 1. The frequency response of the proposed device is presented (curve 1) for the case when the wave impedance in the center is two times greater than at the end of the line, the coupling coefficient is 0.5 over the entire length of the communication section. Curve 2 corresponds to the frequency response of the prototype when regular lines are used as quarter-wave connected lines.

2. Построены (см. фиг. 3) АЧХ предложенного устройства (кривая 1) и устройств, в которых кроме ширины токонесущих проводников меняется также и расстояние между ними (кривая 2 соответствует уменьшению зазора от краев к центру области связи, а кривая 3 увеличению). Путем численного эксперимента также установлено, что увеличение ширины проводников от краев области связи к центру приводит к ухудшению избирательности, так как сужается полоса пропускания и второй полюс смещается в область высоких частот. 2. Constructed (see Fig. 3) the frequency response of the proposed device (curve 1) and devices in which, in addition to the width of the current-carrying conductors, the distance between them also changes (curve 2 corresponds to a decrease in the gap from the edges to the center of the communication region, and curve 3 increases) . It was also established by a numerical experiment that an increase in the width of the conductors from the edges of the communication region to the center leads to a deterioration in selectivity, since the bandwidth narrows and the second pole shifts to the high-frequency region.

В таблице сравниваются характеристики предложенного устройства, прототипа и устройств с неоптимальным изменением конфигурации проводников. The table compares the characteristics of the proposed device, prototype and devices with non-optimal change in the configuration of the conductors.

Таким образом, наличие в предложенном устройстве по крайней мере пары смежных отрезков микрополосковых линий, выполненных на длине общей области связи нерегулярными с шириной токонесущих проводников, уменьшающейся от краев области связи к центру, позволяет повысить избирательность фильтра и расширить полосу пропускания. Thus, the presence in the proposed device of at least a pair of adjacent segments of microstrip lines made irregular along the length of the common communication region with the width of the current-carrying conductors decreasing from the edges of the communication region to the center allows one to increase the filter selectivity and expand the passband.

Claims

A HIGH-FREQUENCY FILTER containing electromagnetically coupled segments of microstrip lines, open at both ends, parallel to one another with a quarter-wavelength shift, and the input and output lines respectively being connected to the extreme ones, and the distance between the segments of microstrip lines along the length of the communication region is made constant, characterized in that at least a pair of adjacent segments of microstrip lines along the length of the common communication area is made irregular with the width of the current-carrying wires odnikov, decreasing from the edges of the communication region to the center.