RU2150769C1 - Microwave filter - Google Patents
Microwave filter Download PDFInfo
- Publication number
- RU2150769C1 RU2150769C1 RU98123818/09A RU98123818A RU2150769C1 RU 2150769 C1 RU2150769 C1 RU 2150769C1 RU 98123818/09 A RU98123818/09 A RU 98123818/09A RU 98123818 A RU98123818 A RU 98123818A RU 2150769 C1 RU2150769 C1 RU 2150769C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- resonators
- input
- output
- lines
- microwave filter
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к технике СВЧ и может быть использовано в частотно-селективных цепях радиоэлектронной аппаратуры. The invention relates to microwave technology and can be used in frequency-selective circuits of electronic equipment.
Известен СВЧ фильтр, содержащий два резонатора, образующих ряд звеньев фильтра в одном общем резонансном объеме, работающем на двух взаимно ортогональных типах колебаний, входные и выходные элементы связи, соединенные соответственно с соединительными линиями, и два элемента регулирования резонансной частоты каждого типа колебаний (патент США N 4167713, кл. H 01 P 1/20, 1979). A known microwave filter containing two resonators forming a number of filter links in one common resonant volume operating on two mutually orthogonal types of oscillations, input and output communication elements connected respectively to connecting lines, and two elements for regulating the resonant frequency of each type of oscillation (US patent N 4167713, CL H 01
Недостатком данного технического решения является значительное ослабление, вносимое таким фильтром в полосе частот пропускания, высокий уровень неравномерности группового времени запаздывания в полосе пропускания фильтра, а также большое количество необходимых элементов связи, усложняющих конструкцию и регулирование прибора. The disadvantage of this technical solution is the significant attenuation introduced by such a filter in the passband, a high level of non-uniformity of group delay time in the passband of the filter, as well as a large number of necessary communication elements that complicate the design and regulation of the device.
Этот недостаток возникает из-за каскадного соединения резонаторов фильтра, когда первый резонатор своим входным элементом связи подключен к соединительной линии, а выходным элементом - к входному элементу связи второго резонатора, который в свою очередь входным элементом связи подключен к следующему резонатору или к соединительной линии. При таком каскадном соединении все частотные составляющие спектра полезного сигнала проходят с входа фильтра на выход через все резонаторы, каждый из которых вносит свои суммирующиеся ослабления и искажения. This disadvantage arises due to the cascade connection of the filter resonators when the first resonator is connected to the connecting line by its input coupling element, and the second resonator input coupling element, which in turn is connected to the next resonator or connecting line by the input coupling element. With such a cascade connection, all frequency components of the spectrum of the useful signal pass from the input of the filter to the output through all resonators, each of which introduces its own summarized attenuation and distortion.
Известен СВЧ фильтр, содержащий диэлектрическую подложку, на одной стороне которой размещено заземляющее основание, а на другой - П-образные полуволновые проводники, связанные один с другим по электрическому полю, причем концы соседних П-образных полуволновых проводников направлены в разные стороны, причем резонаторы связаны между собой каскадно (авторское свидетельство СССР N 1411852, кл. H 01 P 1/20, 1988). Known microwave filter containing a dielectric substrate, on one side of which there is a grounding base, and on the other - U-shaped half-wave conductors connected to one another by an electric field, and the ends of adjacent U-shaped half-wave conductors are directed in different directions, and the resonators are connected among themselves in cascade (USSR author's certificate N 1411852, class H 01
Недостатками известного СВЧ фильтра являются большие потери полезного сигнала, вносимые в рабочей полосе пропускания, малая линейность фазочастотных характеристик в полосе пропускания и отсутствие возможности получения полюса затухания амплитудно-частотной характеристики, при этом СВЧ фильтр имеет достаточно большие габариты. The disadvantages of the known microwave filter are the large loss of the useful signal introduced in the working passband, the small linearity of the phase-frequency characteristics in the passband and the inability to obtain the attenuation pole of the amplitude-frequency characteristic, while the microwave filter has a fairly large size.
Известен СВЧ фильтр, содержащий первую и вторую противолежащие поверхности с заземленным плоским проводником, расположенным на первой поверхности, общий микрополосковый проводник, расположенный на второй поверхности подложки и две секции фильтра, расположенные симметрично относительно общего микрополоскового проводника, причем фильтры имеют каскадно связанные резонаторы (патент США 5187459, кл. H 01 P 1/203, 1993). A microwave filter is known that contains first and second opposite surfaces with a grounded flat conductor located on the first surface, a common microstrip conductor located on the second surface of the substrate, and two filter sections located symmetrically with respect to the common microstrip conductor, and the filters have cascaded resonators (US patent 5187459, CL H 01
Недостатками известного СВЧ фильтра являются большие потери полезного сигнала, вносимые в рабочей полосе пропускания, малая линейность фазочастотных характеристик в полосе пропускания и отсутствие возможности получения полюса затухания амплитудно-частотной характеристики, при этом СВЧ фильтр имеет достаточно большие габариты. The disadvantages of the known microwave filter are the large loss of the useful signal introduced in the working passband, the small linearity of the phase-frequency characteristics in the passband and the inability to obtain the attenuation pole of the amplitude-frequency characteristic, while the microwave filter has a fairly large size.
Известен СВЧ фильтр на каскадно связанных резонаторах, содержащий прямоугольные волноводы П-образной формы с разомкнутой одной боковой стороной. Длина волноводов соответствует центральной частоте полосы пропускания полосового фильтра. Фильтр содержит также шунтирующие индуктивные пластины и держатель (патент Японии N 5-8882, МКИ H 01 P 1/208, 1993). Known microwave filter on cascaded resonators containing rectangular waveguides of a U-shape with one side open. The length of the waveguides corresponds to the center frequency of the passband of the bandpass filter. The filter also contains shunt induction plates and a holder (Japanese Patent No. 5-8882, MKI H 01
Недостатками известного СВЧ фильтра являются большие потери полезного сигнала, вносимые в рабочей полосе пропускания, малая линейность фазочастотных характеристик в полосе пропускания и отсутствие возможности получения полюса затухания амплитудно-частотной характеристики, при этом СВЧ фильтр имеет достаточно большие габариты. The disadvantages of the known microwave filter are the large loss of the useful signal introduced in the working passband, the small linearity of the phase-frequency characteristics in the passband and the inability to obtain the attenuation pole of the amplitude-frequency characteristic, while the microwave filter has a fairly large size.
Известен СВЧ фильтр, содержащий замкнутый проводящий корпус, входной и выходной элементы, установленные на торцевых концах корпуса, в котором размещен ряд резонаторов, расположенных один за другим вдоль продольной оси между входным и выходным элементами. Один конец каждого резонатора прикреплен к проводящей стенке корпуса, а второй его конец установлен свободно, причем расстояние между соседними резонаторами зависит от заданного коэффициента связи. Резонаторы фильтра связаны между собой каскадно (патент США N 4283697, кл. H 01 P 1/20, 1981). Known microwave filter containing a closed conductive housing, input and output elements mounted on the end ends of the housing, which houses a series of resonators located one after the other along the longitudinal axis between the input and output elements. One end of each resonator is attached to the conductive wall of the housing, and the second end is mounted freely, and the distance between adjacent resonators depends on a given coupling coefficient. The filter resonators are connected in cascade (US Pat. No. 4,283,697, CL H 01
СВЧ фильтр по патенту N 4283697 по общности решаемых задач и конструктивному выполнению наиболее близок к предлагаемому изобретению и выбран в качестве прототипа. The microwave filter according to patent N 4283697 in terms of the generality of the tasks to be solved and the structural implementation is closest to the proposed invention and is selected as a prototype.
Однако известный СВЧ фильтр имеет большие потери полезного сигнала, вносимые в рабочей полосе пропускания, малую линейность фазочастотных характеристик в полосе пропускания и не позволяет получить полюс затухания амплитудно-частотной характеристики, при этом имеет достаточно большие габариты. However, the known microwave filter has a large loss of the useful signal introduced in the working passband, a small linearity of the phase-frequency characteristics in the passband and does not allow to obtain the attenuation pole of the amplitude-frequency characteristics, while it has a sufficiently large size.
Техническим результатом изобретения является создание микрополоскового, полоскового и волноводного СВЧ фильтра на последовательно связанных резонаторах, обеспечивающего малые потери полезного сигнала, вносимые в рабочей полосе пропускания, высокую линейность фазочастотных характеристик в полосе пропускания, возможность получения полюса затухания амплитудно-частотной характеристики и имеющего малые габариты. The technical result of the invention is the creation of a microstrip, strip and waveguide microwave filter on series-connected resonators, which ensures low loss of the useful signal introduced in the working passband, high linearity of the phase-frequency characteristics in the passband, the possibility of obtaining a damping pole of the amplitude-frequency characteristic and having small dimensions.
Сущность изобретения заключается в том, что в известном СВЧ фильтре, содержащем входную и выходную линии передачи, связанные с N резонаторами, входы каждого из N резонаторов, где N≥2, связаны со входной линией передачи, а выход каждого из N резонаторов связан с выходной линией передачи, при этом все резонаторы электрически соединены последовательно. The essence of the invention lies in the fact that in the known microwave filter containing input and output transmission lines associated with N resonators, the inputs of each of N resonators, where N≥2, are connected to the input transmission line, and the output of each of N resonators is connected to the output transmission line, while all the resonators are electrically connected in series.
Конструктивно СВЧ фильтр может быть выполнен на микрополосковых, полосковых и волноводных линиях. Structurally, the microwave filter can be performed on microstrip, strip and waveguide lines.
При выполнении СВЧ фильтра на микрополосковых линиях входная и выходная линии передачи и резонаторы выполнены в виде микрополосковых линий на одной из сторон диэлектрической подложки, другая сторона которой металлизирована и заземлена, причем резонаторы резонируют на разных частотах. When performing a microwave filter on microstrip lines, the input and output transmission lines and resonators are made in the form of microstrip lines on one side of the dielectric substrate, the other side of which is metallized and grounded, and the resonators resonate at different frequencies.
При выполнении СВЧ фильтра на полосковых линиях входная и выходная линии передачи и резонаторы выполнены в виде полосковых линий, установленных в экранирующем корпусе, снабженным входным и выходным разъемами, с которыми соединены входная и выходная линии передачи, резонаторы резонируют на разных частотах, которые регулируются регулировочными элементами, установленными на стенках корпуса. When performing a microwave filter on strip lines, the input and output transmission lines and resonators are made in the form of strip lines installed in a shielding housing, equipped with input and output connectors with which the input and output transmission lines are connected, the resonators resonate at different frequencies, which are regulated by the control elements mounted on the walls of the housing.
При выполнении СВЧ фильтра на волноводах входная и выходная линии передачи и резонаторы выполнены в виде волноводных линий, жесткосоединенных между собой, входная и выходная линии снабжены фланцами, на стенках резонаторов установлены элементы регулирования резонансной частоты, а на общих стенках между резонаторами и входной линией и резонаторами и выходной линией установлены соответственно входные и выходные элементы связи. When performing a microwave filter on waveguides, the input and output transmission lines and resonators are made in the form of waveguide lines that are rigidly connected to each other, the input and output lines are flanged, resonance frequency control elements are installed on the walls of the resonators, and on the common walls between the resonators and the input line and resonators and the output line is set respectively input and output communication elements.
При этом если резонаторы, выполненные в виде микрополосковых, полосковых или волноводных линий, связаны с входной и выходной линиями синфазно, то их длины кратны половинам соответствующих резонансных длин волн nλ1/2 и kλ2/2, где λ1 и λ2 - длины соответствующих резонансных волн, а n и k - числа из натурального ряда чисел, которые отличаются друг от друга на (2m - 1), где m - число из натурального ряда чисел, а если резонаторы связаны с входной линией противофазно, а с выходной линией - синфазно, то их длины кратны половинам соответствующих резонансных длин волн nλ1/2 и kλ2/2, где λ1 и λ2 - длины соответствующих резонансных волн, а n и k - числа из натурального ряда чисел, которые отличаются друг от друга на (2m - 2), где m - число из натурального ряда чисел.Moreover, if the resonators are made in the form of microstrip, stripline or waveguide line associated with the input and output lines in phase, their lengths are multiples halves of the respective resonant wavelength nλ 1/2 and kλ 2/2, where λ 1 and λ 2 - length the corresponding resonant waves, and n and k are numbers from the natural series of numbers that differ from each other by (2m - 1), where m is the number from the natural series of numbers, and if the resonators are connected to the input line in antiphase, and to the output line, in phase, then their lengths are multiples of half of the corresponding resonant ling wave nλ 1/2 and kλ 2/2, where λ 1 and λ 2 - length appropriate resonant waves, and n and k - number of natural numbers that differ from each other by (2m - 2), where m - a number from a natural series of numbers.
При выполнении СВЧ фильтра на полосковых линиях, когда один из резонаторов имеет вид гребенчатой структуры, а другой резонатор выполнен в виде U-образной формы, то длина первого резонатора меньше λ1/4, а длина другого резонатора кратна λ2/2, где λ1 и λ2 - длины соответствующих резонансных волн.When the microwave filter strip lines, when one of the resonators has the form of a comb structure, and the other resonator is formed as a U-shaped, the length of the first resonator is less than λ 1/4, and the other resonator length is a multiple of λ 2/2, where λ 1 and λ 2 are the lengths of the corresponding resonant waves.
Изобретение поясняется чертежами, где:
на фиг. 1 - конструкция СВЧ фильтра, выполненного на микрополосковых линиях;
на фиг. 2 - модификация СВЧ фильтра, выполненного на микрополосковых линиях;
на фиг. 3 - конструкция СВЧ фильтра, выполненного на полосковых линиях;
на фиг. 4,5 - модификации СВЧ фильтра, выполненные на полосковых линиях;
на фиг. 6 - конструкция СВЧ фильтра, выполненного на волноводных линиях;
нa фиг. 7 - модификация СВЧ фильтра, выполненного на волноводных линиях;
на фиг. 8 - эквивалентная электрическая схема СВЧ фильтра;
на фиг. 9 - амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) СВЧ фильтра при одинаковых резонансных частотах резонаторов;
на фиг. 10 - АЧХ СВЧ фильтра при различных резонансных частотах и одинаковых добротностях резонаторов;
на фиг. 11 - фазочастотная характеристика (ФЧХ) СВЧ фильтра при одинаковых добротностях резонаторов;
на фиг. 12 - АЧХ СВЧ фильтра при различных добротностях резонаторов;
на фиг. 13 - АЧХ СВЧ фильтра при различных добротностях резонаторов и при наличии полюса затухания АЧХ одного из резонаторов.The invention is illustrated by drawings, where:
in FIG. 1 - design of a microwave filter made on microstrip lines;
in FIG. 2 - modification of a microwave filter made on microstrip lines;
in FIG. 3 - design of a microwave filter made on strip lines;
in FIG. 4,5 - microwave filter modifications made on strip lines;
in FIG. 6 - design of a microwave filter made on waveguide lines;
in FIG. 7 - modification of a microwave filter made on waveguide lines;
in FIG. 8 is an equivalent circuit diagram of a microwave filter;
in FIG. 9 - amplitude-frequency characteristic (AFC) of a microwave filter at the same resonant frequencies of the resonators;
in FIG. 10 - frequency response of the microwave filter at different resonant frequencies and the same quality factors of the resonators;
in FIG. 11 - phase-frequency characteristic (PFC) of the microwave filter at the same quality factors of the resonators;
in FIG. 12 - frequency response of the microwave filter at various Q factors of the resonators;
in FIG. 13 - frequency response of the microwave filter at various Q factors of the resonators and in the presence of a decay pole of the frequency response of one of the resonators.
СВЧ фильтр (фиг. 1,2) содержит входную и выходную микрополосковые линии 1 и 2 передачи, резонаторы 3, 4 на микрополосковых линиях, металлизированную диэлектрическую подложку 5. The microwave filter (Fig. 1,2) contains the input and
СВЧ фильтр (фиг. 3,4,5) содержит входную и выходную полосковые линии 1 и 2 передачи, резонаторы 3, 4 на полосковых линиях, экранирующий корпус 5, входной и выходной разъемы 6 и 7, элементы 8 регулирования резонансной частоты резонаторов. The microwave filter (Fig. 3,4,5) contains the input and
СВЧ фильтр (фиг. 6,7) содержит входную и выходную волноводные линии 1 и 2 передачи, резонаторы 3, 4 на волноводах, входной и выходной фланцы 5 и 6, элементы 7 регулирования резонансной частоты резонаторов, входные и выходные элементы 8 и 9 связи. The microwave filter (Fig. 6,7) contains input and
На эквивалентной электрической схеме СВЧ фильтра (фиг. 8A) конденсаторы C1 и C2 и индуктивности L1 и L2 образуют последовательно соединенные резонаторы R1 и R2, имеющие трансформаторную связь с соединительными линиями. On the equivalent electric circuit of the microwave filter (Fig. 8A), capacitors C1 and C2 and inductors L1 and L2 form series-connected resonators R1 and R2, which have transformer coupling with connecting lines.
На эквивалентной электрической схеме СВЧ фильтра (фиг. 8В) резонаторы R1 и R2 соединены последовательно. On the equivalent electrical circuit of the microwave filter (Fig. 8B), the resonators R1 and R2 are connected in series.
На фиг. 8С показана схема замещения резонаторов на эквивалентные соединенные последовательно комплексные сопротивления Z1 и Z2 для анализа частотных характеристик предлагаемого СВЧ фильтра. In FIG. 8C shows a circuit for replacing resonators with equivalent series-integrated complex resistances Z1 and Z2 for analyzing the frequency characteristics of the proposed microwave filter.
В СВЧ фильтре (фиг. 1,2) входная и выходная линии 1 и 2 передачи и резонаторы 3 и 4 выполнены в виде микрополосковых линий на одной из сторон диэлектрической подложки 5. Резонаторы 3 и 4 связаны со входной и выходной линиями 1 и 2 синфазно (фиг. 1) или резонаторы 3 и 4 связаны со входной линией 1 противофазно, а с выходной линией 2 - синфазно (фиг. 2). In the microwave filter (Fig. 1,2), the input and
В СВЧ фильтре (фиг. 3,4,5) входная и выходная линии 1 и 2 передачи и резонаторы 3 и 4 выполнены в виде полосковых линий, установленных в экранирующем корпусе 5, снабженнoм входным и выходным разъемами 6 и 7, с которыми соединены входная и выходная линии 1 и 2 передачи. Резонаторы 3 и 4 снабжены элементами 8 регулирования их резонансной частоты. Резонаторы 3 и 4 связаны с входной и выходной линиями 1 и 2 синфазно (фиг. 3,5) или резонаторы 3 и 4 связаны со входной линией 1 противофазно, а с выходной линией 2 - синфазно (фиг. 4). In the microwave filter (Fig. 3,4,5), the input and
В СВЧ фильтре (фиг. 6,7) входная и выходная линии 1 и 2 передачи и резонаторы 3 и 4 выполнены в виде волноводных линий, жесткосоединенных между собой, входная линия 1 снабжена фланцем 5, а выходная линия 2 снабжена фланцем 6. На стенках резонаторов 3 и 4 установлены элементы 7 регулирования резонансной частоты. На общих стенках между резонатором 3 и входной линией 1 установлен входной элемент 8 связи, а на общих стенках между резонатором 4 и выходной линией 2 установлен выходной элемент 9 связи. Резонаторы 3 и 4 связаны с входной и выходной линиями 1 и 2 синфазно (фиг. 6) или резонаторы 3 и 4 связаны с входной линией 1 противофазно, а с выходной линией 2 - синфазно (фиг. 7). In the microwave filter (Fig. 6,7), the input and
Лучший вариант осуществления изобретения. The best embodiment of the invention.
Предлагаемый СВЧ фильтр работает следующим образом. Принцип работы предложенных СВЧ фильтров не зависит от их конструктивного исполнения, а определяется последовательной электрической связью их резонаторов. The proposed microwave filter operates as follows. The principle of operation of the proposed microwave filters does not depend on their design, but is determined by the serial electrical connection of their resonators.
Через входную линию 1 передачи электромагнитная энергия поступает на входы всех N резонаторов 3 и 4, в которых возбуждаются электромагнитные колебания, которые затем поступают на выходную линию 2 передачи, связанную с выходами всех N резонаторов. Through the
Свойства предлагаемого СВЧ фильтра могут быть объяснены с помощью эквивалентной схемы (фиг. 8), где на фиг. 8А представлена эквивалентная низкочастотная схема на сосредоточенных элементах: C1,L1 - элементы резонатора R1 и C2,L2 - элементы резонатора R2. The properties of the proposed microwave filter can be explained using an equivalent circuit (FIG. 8), where in FIG. 8A presents an equivalent low-frequency circuit on lumped elements: C1, L1 are the elements of the resonator R1 and C2, L2 are the elements of the resonator R2.
На фиг. 8В представлена эквивалентная схема в виде последовательного соединения четырехполюсников R1 и R2, электрические характеристики которых определяются по последовательно соединенным эквивалентным комплексным сопротивлениям Z1 и Z2 (фиг. 8С). In FIG. 8B shows an equivalent circuit in the form of a series connection of the quadripoles R1 and R2, the electrical characteristics of which are determined by the series-connected equivalent complex resistances Z1 and Z2 (Fig. 8C).
Следует отметить, что при равенстве резонансных частот F1 и F2 значения комплексных сопротивлений Z1 и Z2 равны по модулю и противоположны по знаку. Эквивалентное сопротивление СВЧ фильтра в целом равно сумме комплексных сопротивлений Z1 и Z2 и будет равно нулю на любой частоте, что соответствует режиму короткого замыкания и полному отсутствию передачи энергии в выходную линию передачи 2. Коэффициенты передачи - A резонаторов R1 и R2 (кривые 1, 2) и коэффициент передачи фильтра (кривая 3) представлены на фиг. 9. It should be noted that when the resonance frequencies F1 and F2 are equal, the values of the complex resistances Z1 and Z2 are equal in absolute value and opposite in sign. The equivalent resistance of the microwave filter is generally equal to the sum of the complex resistances Z1 and Z2 and will be zero at any frequency, which corresponds to the short circuit mode and the complete absence of energy transfer to the
В случае, когда резонансные частоты F1 и F2 резонаторов 3, 4 отличаются друг от друга (фиг. 10), в области частот между F1 и F2 значения комплексных сопротивлений Z1 и Z2 оказываются существенно отличными друг от друга, и в векторном представлении оказываются повернутыми один по отношению к другому на угол около 90o, что при сложении дает значения по модулю больше, чем каждый из складываемых векторов. При этом коэффициент передачи A предлагаемого СВЧ фильтра (кривая 3) становится больше, чем коэффициент передачи по любому отдельному резонатору R1 или R2 (кривые 1,2, фиг. 10).In the case when the resonant frequencies F1 and F2 of the
В области частот ниже F1 комплексные сопротивления Z1 и Z2 имеют почти чисто индуктивный характер и малую величину, а в области частот выше F2 комплексные сопротивления Z1 и Z2 имеют почти чисто емкостный характер и малую величину. In the frequency range below F1, the complex resistances Z1 and Z2 are almost purely inductive and small, and in the frequency range above F2, the complex resistances Z1 and Z2 are almost purely capacitive and small.
Фазочастотная характеристика СВЧ фильтра (фиг. 11) показывает, что коэффициенты передачи отдельных резонаторов R1 и R2 (кривые 1 и 2) повернуты друг относительно друга на угол, близкий к 180o, в областях ниже частоты F1 и выше частоты F2. Сложение таких малых, близких по модулю и почти противоположных по фазе электромагнитных сигналов, проходящих через резонаторы R1 и R2, на выходной линии 2 передачи СВЧ фильтра дает величину, существенно меньшую, чем любая из складываемых величин, что объясняет резкое уменьшение коэффициента передачи СВЧ фильтра в этих областях частот по сравнению с коэффициентом передачи любого из резонаторов R1 и R2 СВЧ фильтра, что показано на фиг. 10.The phase-frequency characteristic of the microwave filter (Fig. 11) shows that the transmission coefficients of the individual resonators R1 and R2 (curves 1 and 2) are rotated relative to each other by an angle close to 180 o in the regions below the frequency F1 and above the frequency F2. The addition of such small, close in absolute value and almost opposite in phase electromagnetic signals passing through the resonators R1 and R2 on the
Когда резонаторы R1 и R2 имеют одинаковые добротности, характеристики их коэффициентов передачи (кривые 1,2, фиг. 10) имеют только одну точку пересечения между резонансными частотами F1 и F2, а когда один из резонаторов имеет добротность большую, чем другой (кривые 1,2, фиг. 12), появляется вторая точка пересечения характеристик их коэффициентов передачи за пределами полосы частот F1-F2. When the resonators R1 and R2 have the same Q factors, the characteristics of their transmission coefficients (curves 1,2, Fig. 10) have only one intersection point between the resonant frequencies F1 and F2, and when one of the resonators has a Q factor greater than the other (
На частоте, соответствующей второй точке пересечения, электромагнитные сигналы, передаваемые резонаторами R1 и R2, равны по модулю и противоположны по фазе. При этом сигнал в выходной линии 2 передачи становится равным нулю, что соответствует полюсу затухания характеристики СВЧ фильтра (кривая 3, фиг. 12). At the frequency corresponding to the second intersection point, the electromagnetic signals transmitted by the resonators R1 and R2 are equal in absolute value and opposite in phase. In this case, the signal in the
Когда один из резонаторов R1 имеет добротность, большую, чем другой R2 (кривые 1,2 фиг. 13), и резонатор R2 имеет полюс затухания характеристики коэффициента передачи (кривая 2), появляется третья точка пересечения характеристик их коэффициентов передачи за пределами полосы частот F1-F2. When one of the resonators R1 has a Q factor greater than the other R2 (curves 1.2 of Fig. 13), and the resonator R2 has a damping pole of the transmission coefficient characteristic (curve 2), a third intersection point of the characteristics of their transmission coefficients outside the frequency band F1 -F2.
На частоте, соответствующей третьей точке пересечения, электромагнитные сигналы, передаваемые резонаторами R1 и R2, равны по модулю и противоположны по фазе. При этом сигнал в выходной линии 2 передачи становится равным нулю, что соответствует полюсу затухания характеристики СВЧ фильтра (кривая 3, фиг. 13). At the frequency corresponding to the third intersection point, the electromagnetic signals transmitted by the resonators R1 and R2 are equal in absolute value and opposite in phase. In this case, the signal in the
Резонансные частоты резонаторов 3 и 4 устанавливаются точным исполнением длины микрополосковых линий резонаторов при изготовлении СВЧ фильтров в виде микрополосковых конструкций или регулировочными элементами 8 при выполнении СВЧ фильтров на полосковых линиях, или регулировочными элементами 7 при выполнении СВЧ фильтров на волноводных линиях. The resonant frequencies of the
При синфазной связи резонаторов 3, 4 с входной линией 1 передачи, когда токи в связанных с ней входных концах резонаторов текут в одном направлении относительно концов резонаторов, то во входной линии 1 возбуждаются токи одинакового направления, а при противофазной связи - во входной линии 1 возбуждаются токи противоположного направления. Аналогичный процесс происходит в выходной линии 2, связанной с выходными концами резонаторов 3,4. When the
Реализация синфазной и противофазной связей осуществляется выбором взаимного расположения входной или выходной линий 1,2 передачи и связанных с ними входными и выходными концами резонаторов 3,4 при выполнении СВЧ фильтра на микрополосковых и полосковых линиях (фиг. 1-5) и выбором элементов 8 и 9 связи при выполнении СВЧ фильтров на волноводных линиях (фиг. 6,7). The implementation of in-phase and antiphase relationships is carried out by choosing the relative position of the input or output transmission lines 1.2 and the associated input and output ends of the resonators 3.4 when performing the microwave filter on microstrip and strip lines (Fig. 1-5) and the choice of
Вышеописанные частотные характеристики СВЧ фильтра, приведенные на фиг. 9-12, реализуются за счет выбора синфазных или противофазных связей входной и выходной линий передач и резонаторов и выбором длин резонаторов при обеспечении их последовательной электрической связи. The above frequency characteristics of the microwave filter shown in FIG. 9-12, are realized due to the choice of in-phase or antiphase connections of the input and output transmission lines and resonators and the choice of resonator lengths while ensuring their consistent electrical connection.
Частотные характеристики СВЧ фильтра, приведенные на фиг. 13, реализуются выполнением одного из резонаторов, в виде гребенчатой структуры и за счет выбора синфазных или противофазных связей входной и выходной линий передач и резонаторов, а также выбором длин резонаторов при обеспечении их последовательной электрической связи. The frequency characteristics of the microwave filter shown in FIG. 13 are realized by performing one of the resonators in the form of a comb structure and by selecting in-phase or antiphase connections of the input and output transmission lines and resonators, as well as by choosing the lengths of the resonators while ensuring their consistent electrical connection.
Промышленная применимость. Industrial applicability.
СВЧ фильтр согласно изобретению, имеющий последовательно связанные резонаторы, обладает малыми потерями полезного сигнала, вносимыми в рабочей полосе пропускания, высокой линейностью фазочастотных характеристик в полосе пропускания, позволяет получить полюс затухания амплитудно-частотной характеристики и имеет малые габариты. The microwave filter according to the invention, having series-coupled resonators, has low loss of the useful signal introduced in the working passband, high linearity of the phase-frequency characteristics in the passband, allows to obtain the attenuation pole of the amplitude-frequency characteristic and has small dimensions.
Высокие технические характеристики предлагаемого СВЧ фильтра при простоте его конструктивного выполнения обуславливают практическую применимость изобретения. The high technical characteristics of the proposed microwave filter with the simplicity of its structural implementation determine the practical applicability of the invention.
Claims (8)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU98123818/09A RU2150769C1 (en) | 1998-11-02 | 1998-11-02 | Microwave filter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU98123818/09A RU2150769C1 (en) | 1998-11-02 | 1998-11-02 | Microwave filter |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2150769C1 true RU2150769C1 (en) | 2000-06-10 |
Family
ID=20214096
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU98123818/09A RU2150769C1 (en) | 1998-11-02 | 1998-11-02 | Microwave filter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2150769C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2520398C1 (en) * | 2013-03-19 | 2014-06-27 | Открытое акционерное общество "Государственный Рязанский приборный завод" | Narrow-band shf-filter |
| RU2565369C2 (en) * | 2013-08-13 | 2015-10-20 | Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Исток" имени А.И.Шокина"(АО "НПП"Исток" им. Шокина") | Tuneable band-pass microwave filter |
-
1998
- 1998-11-02 RU RU98123818/09A patent/RU2150769C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2520398C1 (en) * | 2013-03-19 | 2014-06-27 | Открытое акционерное общество "Государственный Рязанский приборный завод" | Narrow-band shf-filter |
| RU2565369C2 (en) * | 2013-08-13 | 2015-10-20 | Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Исток" имени А.И.Шокина"(АО "НПП"Исток" им. Шокина") | Tuneable band-pass microwave filter |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Lee et al. | New cross-coupled filter design using improved hairpin resonators | |
| US6222429B1 (en) | Dielectric resonator, dielectric notch filter, and dielectric filter with optimized resonator and cavity dimensions | |
| FI98671C (en) | Parallel multistage bandpass filter | |
| US6781476B2 (en) | Filter having directional coupler and communication device | |
| US3879690A (en) | Distributed transmission line filter | |
| Budimir | Optimized E-plane bandpass filters with improved stopband performance | |
| US4283697A (en) | High frequency filter | |
| CN101263630A (en) | Filter and radio communication device using the same | |
| Parui et al. | A new defected ground structure for different microstrip circuit applications | |
| US4873501A (en) | Internal transmission line filter element | |
| Zakharov et al. | Lumped-distributed resonators providing N or 2N transmission zeros at real frequencies in bandpass filters without cross and mixed couplings | |
| Young | Microwave filters-1965 | |
| AU732191B2 (en) | Microwave resonator | |
| RU2150769C1 (en) | Microwave filter | |
| US2724806A (en) | Electromagnetic wave hybrid junction coaxial transmission line structures | |
| USH432H (en) | Slot line tunable bandpass filter | |
| CN112671370B (en) | Filter and radio transceiver | |
| US6069543A (en) | Dielectric resonator capable of varying resonant frequency | |
| US7479856B2 (en) | High-frequency filter using coplanar line resonator | |
| RU2111583C1 (en) | Shf filter | |
| WO1999018630A9 (en) | Slot line band pass filter | |
| Pierce | Paralleled-resonator filters | |
| RU2192693C2 (en) | Microwave directional filter | |
| RU2327261C2 (en) | Band-rejecting filter | |
| Snyder et al. | Suspended resonators for filters-reduced/spl lambda//sub g/excitation of evanescent cavities using high dielectric constant feedlines |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| HK4A | Changes in a published invention | ||
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20041103 |