RU2081481C1 - Frequency-selective shf matrix - Google Patents
Frequency-selective shf matrix Download PDFInfo
- Publication number
- RU2081481C1 RU2081481C1 RU93034399A RU93034399A RU2081481C1 RU 2081481 C1 RU2081481 C1 RU 2081481C1 RU 93034399 A RU93034399 A RU 93034399A RU 93034399 A RU93034399 A RU 93034399A RU 2081481 C1 RU2081481 C1 RU 2081481C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- filters
- matrix
- frequency
- columns
- comb
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к радиотехнике и может быть применено в широкополосной технике сверхвысоких частот (СВЧ), где требуются частотно-избирательные системы (ЧИС) СВЧ с большим числом каналов частотной селекции (N >100)(радиоприемные и радиопередающие устройства радиосвязи, радиолокация, радиоразведка, радиопротиводействия). The invention relates to radio engineering and can be used in broadband microwave technology (microwave), which requires frequency-selective microwave systems (NES) with a large number of frequency selection channels (N> 100) (radio receivers and radio transmitting radio communication devices, radar, radio reconnaissance, radio countermeasures )
Известны традиционные ЧИС СВЧ, представляющие набор объединенных по выходу N полосовых фильтров СВЧ, Δf=F/N встык перекрывающих входную полосу частот F и делящих последнюю на N частотных диапазонов. Traditional microwave NUMBs are known, representing a set of N band-pass microwave filters combined at the output, Δf = F / N end-to-end overlapping the input frequency band F and dividing the latter into N frequency bands.
В качестве прототипа предложения принята волноводная ЧИС СВЧ, показанная на фиг. 4, в которой с помощью входного канального разветвителя 1 объединены ряд мультиплексоров, в каждом из которых с помощью сфазированного разветвителя 7 объединены ряд полосовых фильтров Δfo так, чтобы входной диапазон F перекрывался N=F/Δfo каналами с фильтрами СВЧ [1]
Основным недостатком прототипа является относительно небольшое число каналов селекции (N < 100), вызванное использованием громоздких традиционных СВЧ фильтров на полуволновых резонаторах и ограниченностью возможного числа одновременно фазируемых в мультиплексоре волноводных полосовых фильтров. Кроме того, такие ЧИС имеют большие переходные потери, вызванные использованием в мультиплексоре фазирующего разветвителя.As a prototype of the proposal, the microwave waveguide NUMP shown in FIG. 4, in which a number of multiplexers are combined using an
The main disadvantage of the prototype is the relatively small number of selection channels (N <100), caused by the use of bulky traditional microwave filters on half-wave resonators and the limited number of possible simultaneously phased in the multiplexer waveguide bandpass filters. In addition, such Numbers have large transient losses caused by the use of a phasing splitter in the multiplexer.
Целью изобретения является увеличение числа каналов селекции и уменьшение переходных потерь. The aim of the invention is to increase the number of selection channels and reduce transient losses.
Для реализации этой цели предлагается частотно-избирательная матрица СВЧ, содержащая многоканальный разветвитель, канальные фильтры-мультиплексоры. To achieve this goal, a microwave frequency-selective matrix is proposed, comprising a multichannel splitter, channel multiplexer filters.
Согласно предложению в качестве канальных фильтров-мультиплексоров используются фильтры с гребенчатой амплитудно-частотной характеристикой (гребенчатые фильтры) на многочастотных резонаторах, выполненных на закороченных с торцов отрезках длинной линии, например, волновода, полосы прозрачности которые повторяются в полосе устройства F через частотные интервалы и образуют между собой m столбцов и n строк, связанных через элементы связи матрицы, причем расстановка полос прозрачности гребенчатых фильтров строк и столбцов выполнена так, чтобы они совместно перекрывали входную полосу F, а между собой различались как минимум на одну полосу Δfo гребенчатого фильтра, причем элементы связи между столбцами и строками установлены от соответствующих закороток кратно целому числу полуволн общей для пересечения строки и столбца полосы прозрачности.According to the proposal, filters with a comb amplitude-frequency characteristic (comb filters) on multi-frequency resonators made on shorted ends of a long line, for example, a waveguide, transparency bands which are repeated in the band of device F at frequency intervals and are used as channel filter multiplexers, are used among themselves m columns and n rows connected through matrix communication elements, and the arrangement of transparency bands of comb filters of rows and columns is performed as To together they overlap the entrance strip F, and a varied between at least one band Δf o comb filter, wherein the connecting elements between the rows and columns are installed on the respective short-circuiting an integer multiple of half-wavelengths common to the row and column intersection passband.
Сочетание отличительных признаков и свойства предлагаемой матрицы из литературы не известно, поэтому она соответствует критериям новизны и изобретательского уровня. The combination of distinctive features and properties of the proposed matrix from the literature is not known, therefore, it meets the criteria of novelty and inventive step.
На фиг. 1 приведена функциональная схема матрицы; на фиг. 2 - математическая модель матрицы и амплитудно-частотные характеристики строк и столбцов; на фиг. 3 фото макета матрицы; на фиг. 4 схема традиционной ЧИС на мультиплексорах. In FIG. 1 shows a functional diagram of the matrix; in FIG. 2 - a mathematical model of the matrix and the amplitude-frequency characteristics of rows and columns; in FIG. 3 photos of the layout of the matrix; in FIG. 4 scheme of a traditional Numerical multiplexer.
Предлагаемая матрица содержит n-канальный разветвитель 11 к, выходам которого подключены вместо традиционных мультиплексоров m-канальные фильтры с гребенчатыми амплитудно-частотными характеристиками (гребенчатые фильтры) 21 2n, полосы прозрачности которых Δfo повторяются в полосе устройства F через Δf1=F/n..The proposed matrix contains an n-channel splitter 1 1 k, the outputs of which are connected instead of traditional multiplexers, m-channel filters with comb amplitude-frequency characteristics (comb filters) 2 1 2 n , the transparency bands of which Δf o are repeated in the band of the device F through Δf 1 = F / n ..
Гребенчатые фильтры 21 2n выполнены на многочастотном резонаторе в виде длинной линии, например волновода, закороченного с торцов. Группа гребенчатых фильтров 21 2n составляет строки матрицы. Столбцы матрицы создает другая группа гребенчатых фильтров 31 - 3m, расстановка полос прозрачности которой Δf2=Δf1± Δfo отличается от Δf1 как минимум на одну полосу прозрачности Δfo Столбцы и строки матрицы связаны между собой через элементы связи 41 4mn, например, по широкой стенке волновода. Элементы связи 4i устанавливаются от закороток гребенчатых фильтров на расстоянии, кратном целому числу полуволн общей полосы прозрачности.The
В одной из закороток волновода гребенчатых фильтров строк и столбцов соответственно установлены элементы связи ввода и вывода энергии выполненные, например, в виде емкостных щелей связи.In one of the short circuits of the waveguide of comb filters of rows and columns, respectively, the elements of communication of input and output of energy are installed made, for example, in the form of capacitive communication slots.
В противоположных закоротках гребенчатых фильтров строк и столбцов соответственно установлены подвижные короткозамыкатели используемые при регулировке расстановки начальных полос прозрачностей гребенчатых фильтров.In opposite short circuits of comb filters of rows and columns, movable short circuits are respectively installed. used in adjusting the arrangement of the initial transparency bands of comb filters.
Суть объединения гребенчатых фильтров в матрицу СВЧ поясняется фиг. 2, где формирование строк и столбцов представлено математической моделью, составляемой из реле. полосовых фильтров (фиг. 2а) Ф1 oC Фmn, каждый на полосу Δfo и средней частоте настройки f1; f2; f3.fn.fmn (далее будем просто обозначать на фиг. 2 фильтры цифрами 1, 2, 3.m, n). Их указанного ряда полосовых фильтров составлена математическая матрица (фиг. 2б), горизонтальные плечи (строки) которой составляют гребенчатые фильтры с периодом следования полос прозрачности через интервалы Δf1=F/n где n число строк. Каждая строка содержит m полос прозрачности, а все строки перекрывают входную полосу F полосами Δfo=F/mn, т.е.The essence of comb filter comb into a microwave matrix is illustrated in FIG. 2, where the formation of rows and columns is represented by a mathematical model made up of relays. band-pass filters (Fig. 2A) Ф 1 o C Ф mn , each per band Δf o and the average tuning frequency f 1 ; f 2 ; f 3 .f n .f mn (hereinafter, we simply denote the filters in Fig. 2 by the
На фиг. 2б изображена матрица с N=mn=48 каналов с тем, чтобы на конкретном примере нагляднее была видна схема объединения каналов в строки и столбцы.
In FIG. Figure 2b shows a matrix with N = mn = 48 channels, so that in a specific example the scheme of combining channels into rows and columns is more clearly visible.
Несколько сложнее из этой матрицы синтезировать (выделить) гребневые фильтры столбцов. На фиг. 2г эта матрица переписана (изменена расстановка полос путем объединения каналов наклонными линиями) так, чтобы в столбцы объединялись каналы, при этом каждый столбец отличается от строки на одну полосу прозрачности Δfo т.е. период следования полос прозрачности .It is somewhat more difficult to synthesize (isolate) ridge column filters from this matrix. In FIG. 2d, this matrix was rewritten (the arrangement of the bands was changed by combining the channels with oblique lines) so that the columns were combined into columns, each column being different from the row by one transparency band Δf o i.e. transparency stripe period .
В приведенном на фиг. 2г примере матрицы объединение фильтров в столбцы реализовано по варианту Δf2=Δfo(n+1) Для реализации варианта Δf2=Δfo(n-1) наклон диагоналей объединения фильтров должен быть изменен на 90 o.In the FIG. 2d example of a matrix, the combination of filters in columns is implemented according to the variant Δf 2 = Δf o (n + 1) To implement the variant Δf 2 = Δf o (n-1), the slope of the diagonals of the filter combination should be changed to 90 o .
На фиг. 2в и 2d на частотной оси изображены амплитудно-частотные характеристики фильтров строк и столбцов. In FIG. 2c and 2d, the amplitude-frequency characteristics of row and column filters are shown on the frequency axis.
Предлагаемое устройство работает следующим образом. Для большего понимания необходимости процесса работы с матрицей СВЧ ниже описывается ее работа в составе коммутационного устройства СВЧ, когда из широкой полосы F выделяется любая из N=mn полос прозрачности, например, f32.The proposed device operates as follows. For a better understanding of the necessity of the process of working with a microwave matrix, its operation as a part of a microwave switching device is described below when any of the N = mn transparency bands, for example, f 32 , is allocated from a wide band F.
Для этого представим, что входной разветвитель 1 выполнен в виде n -канального разветвителя-коммутатора. To do this, imagine that the
Подобный m -канальный сумматор-коммутатор выхода 12 изображен на фиг. 1 пунктиром, как не входящий в состав изобретения.A similar m-channel adder-
При отпирании одного канала строки (например, 2я строка) и канала столбца (например, 3 столбец) формируется между входом и выходом матрицы сквозная полоса прозрачности Δfo на частоте f32. В предлагаемой матрице каждый гребенчатый фильтр, например, строки фактически является m канальным мультиплексором, однако отличается от традиционных волноводных мультиплексоров, содержащих фильтры и фазирующие разветвители 71 - 7m (фиг. 4), тем, что в гребенчатом фильтре отсутствуют раздельные волноводные полосовые фильтры и фазирующий разветвитель. Гребенчатый фильтр выполняет как функцию фильтров, так и фазирующего разветвителя, а как следствие пропадают проблемы, связанные с возможным максимальным числом об7единяемых фильтров, а также потери при фазировке каналов.When unlocking one channel of a row (for example, the 2nd row) and a channel of a column (for example, 3 column), a transparent transparency band Δf o is formed between the input and output of the matrix at a frequency f 32 . In the proposed matrix, each comb filter, for example, a row is actually an m channel multiplexer, however, it differs from traditional waveguide multiplexers containing filters and phasing splitters 7 1 - 7 m (Fig. 4) in that there are no separate waveguide bandpass filters in the comb filter and a phasing splitter. The comb filter performs both the function of filters and a phasing splitter, and as a result, the problems associated with the possible maximum number of filters to be combined, as well as losses due to phasing of channels, disappear.
В гребенчатом фильтре возможно объединять существенно большое число каналов, что проблематично для традиционного мультиплексора. Если же гребенчатый фильтр является m канальным мультиплексором, то матрица, объединяющая m•n таких фильтров также является мультиплексором с числом каналов m•n (сотни каналов). Все отмеченное позволяет обеспечить по меньшей мере на порядок выигрыш в числе каналов селекции при относительно низких переходных потерях (ед. дб). Конструктивно матрица представляет собой волновую решетку, которая при существенно большем числе каналов селекции (сотни каналов), обладает относительно небольшими весами, которые существенно меньше, чем при реализации традиционной ЧИС с аналогичными характеристиками. In a comb filter, it is possible to combine a significantly large number of channels, which is problematic for a traditional multiplexer. If the comb filter is an m channel multiplexer, then the matrix combining m • n of such filters is also a multiplexer with the number of m • n channels (hundreds of channels). All of the above makes it possible to ensure at least an order of magnitude gain in the number of selection channels with relatively low transient losses (units dB). Structurally, the matrix is a wave lattice, which, with a significantly larger number of selection channels (hundreds of channels), has relatively small weights, which are significantly less than when implementing a traditional CSR with similar characteristics.
Предлагаемое устройство по сравнению с прототипом обладает следующими технико-экономическими преимуществами:
существенно большим (в несколько раз) числом каналов селекции (несколько сот в предложении вместо десятков в прототипе);
существенно меньшими переходными потерями при одновременно большем числе каналов;
позволяет реализовать более узкие полосы селекции из-за большей добротности многоволновых резонаторов СВЧ по сравнению с полуволновыми резонаторами-звеньями традиционных СВЧ фильтров, объединенных в мультиплексоры;
большей технологичностью регулировочных работ, когда достаточно расставить в полосе частот F только первые полосы прозрачности гребенчатых фильтров строк и столбцов, а не трудоемко регулировать, стыкуя между собой все канальные полосовые фильтры традиционных ЧИС;
меньшими сопоставимыми весами и габаритами (при одинаковом числе каналов селекции).The proposed device in comparison with the prototype has the following technical and economic advantages:
significantly larger (several times) the number of selection channels (several hundred in the proposal instead of tens in the prototype);
Significantly lower transient losses with a simultaneously larger number of channels;
allows you to implement narrower selection bands due to the higher quality factor of multiwave microwave resonators in comparison with half-wave resonators-links of traditional microwave filters combined into multiplexers;
greater adaptability of adjustment work, when it is enough to arrange in the frequency band F only the first transparency bands of comb filters of rows and columns, and not difficult to adjust, interconnecting all channel band-pass filters of traditional Numbers;
smaller comparable weights and dimensions (with the same number of selection channels).
В Ростовском НИИ радиосвязи создан макет матрицы СВЧ в диапазоне 8,3oC10,3 ГГц, содержащей 16 столбцов и 16 строк с гребенчатыми фильтрами при ширине канала Δfo=10 МГц и числе каналов N=192, подтвердивший основные преимущества предложения.At the Rostov Research Institute of Radio Communications, a microwave matrix model was created in the range of 8.3 o C10.3 GHz, containing 16 columns and 16 rows with comb filters with a channel width Δf o = 10 MHz and the number of channels N = 192, which confirmed the main advantages of the proposal.
На фиг. 3 приведено фото макета этой матрицы. И хотя этот макет не в полной мере соответствует предложению и даже несколько усложнен наличием переходных (m. n.) резонаторов между строками и столбцами и наличие гребенчатых фильтров только строк, однако за неимением пока макета предлагаемой матрицы по нему можно косвенно судить как о реальности реализации предложения, так и примерных габаритах (весе) ЧИС. In FIG. 3 shows a photo of the layout of this matrix. And although this layout does not fully correspond to the proposal and is even somewhat complicated by the presence of transition (mn) resonators between rows and columns and the presence of comb filters of only rows, however, while the layout of the proposed matrix is not available, we can indirectly judge both the reality of the proposal and and approximate dimensions (weight) NUM.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU93034399A RU2081481C1 (en) | 1993-07-01 | 1993-07-01 | Frequency-selective shf matrix |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU93034399A RU2081481C1 (en) | 1993-07-01 | 1993-07-01 | Frequency-selective shf matrix |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU93034399A RU93034399A (en) | 1996-02-20 |
RU2081481C1 true RU2081481C1 (en) | 1997-06-10 |
Family
ID=20144415
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU93034399A RU2081481C1 (en) | 1993-07-01 | 1993-07-01 | Frequency-selective shf matrix |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2081481C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2497242C2 (en) * | 2007-09-07 | 2013-10-27 | Таль | Multistrip device for connection and separation of transfer and reception with wide frequency band of ocd type for ultra-high frequency telecommunication antenna |
-
1993
- 1993-07-01 RU RU93034399A patent/RU2081481C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Заявка ФПГ N 2609495, кл. H 01 P 1/20, 1980. 2. Маттей Д.Л. и др. Фильтры СВЧ, согласующие цепи и цепи связи. - М.: Связь, т. 2, 1972, с. 380. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2497242C2 (en) * | 2007-09-07 | 2013-10-27 | Таль | Multistrip device for connection and separation of transfer and reception with wide frequency band of ocd type for ultra-high frequency telecommunication antenna |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE112016002335B4 (en) | Multiplexer, transmitting device, receiving device, high frequency front-end circuit, communication device, and impedance matching method for a multiplexer | |
DE60300096T2 (en) | Surface wave component and communication device | |
DE10142641B4 (en) | Surface acoustic wave filter | |
DE69924168T2 (en) | Bandpass filter, duplexer, high frequency module and communication device | |
EP0995265B1 (en) | Surface acoustic wave filter with enhanced edge steepness | |
DE4408989C2 (en) | Surface acoustic wave filter of the resonator type to reduce the signal strength of a spike | |
CN101689692A (en) | Low-loss tunable radio frequency filter | |
DE4447740B4 (en) | Acoustic surface wave filter | |
US2866595A (en) | Ultra-high frequency band separating filters | |
DE112008000116B4 (en) | FILTER WORKING WITH ACOUSTIC WAVES | |
DE102016112993B4 (en) | Notch filter as well as this comprehensive extractor arrangement | |
RU2081481C1 (en) | Frequency-selective shf matrix | |
DE19610806A1 (en) | Acoustic surface wave filter with sharp cut off characteristic | |
US8228135B2 (en) | Band combining filter | |
RU2355078C1 (en) | Device for multiple use of receiving antennae | |
DE102018101219A1 (en) | Adaptive RF filter and method for switching an adaptive RF filter | |
DE2001433A1 (en) | Piezoelectric ceramic belt filter | |
DE4009076C2 (en) | ||
DE102018102832A1 (en) | Filter circuit with a notch filter | |
GB1524894A (en) | Transmission line filters and radar system | |
RU2121214C1 (en) | Surface-acoustic-wave frequency-selective matrix | |
DE102009003884B4 (en) | multiplexer | |
RU187246U1 (en) | Switched High Selector | |
JP2004207979A (en) | Multiplexer | |
WO2001065689A1 (en) | Resonator filter that is coupled to transverse modes and requires less space |