RU2326476C2 - Способ частотно-селективного согласования микроволновых линий передачи - Google Patents
Способ частотно-селективного согласования микроволновых линий передачи Download PDFInfo
- Publication number
- RU2326476C2 RU2326476C2 RU2006116523/09A RU2006116523A RU2326476C2 RU 2326476 C2 RU2326476 C2 RU 2326476C2 RU 2006116523/09 A RU2006116523/09 A RU 2006116523/09A RU 2006116523 A RU2006116523 A RU 2006116523A RU 2326476 C2 RU2326476 C2 RU 2326476C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- lines
- section
- frequency
- wave
- transmission lines
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Waveguides (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Abstract
Изобретение относится к радио- и микроволновой технике и может быть использовано для согласования микроволновых линий передачи с одновременной селекцией колебаний и мод. Между согласуемыми микроволновыми линиями передачи, обладающими разными значениями волнового сопротивления, помещают согласующе-трансформирующую секцию в виде четвертьволнового отрезка периодической нерегулярной замедляющей структуры той же формы поперечного сечения, что и согласуемые линии. Отрезок периодической нерегулярной замедляющей структуры выбирают с числом периодов не менее четырех, линейно изменяющимся размером поперечного сечения, максимальный размер которого равен четверти замедленной длины волны, и волновым сопротивлением, равным среднеквадратичному значению относительно волновых сопротивлений согласуемых линий. Техническим результатом является обеспечение согласования микроволновых линий с четкой фиксацией частоты отсечки и отсутствием высших полос пропускания. 4 ил.
Description
Изобретение относится к радио- и микроволновой технике и может быть использовано для согласования микроволновых линий передачи с одновременной селекцией колебаний и мод.
Известен способ согласования линий передачи с помощью фильтров низких частот, выполненных на основе Г-, Т- или П-образной ячеек, содержащих катушки индуктивности, подключаемые последовательно нагрузке, и конденсаторы, подключаемые параллельно нагрузке [Изюмов Н.М., Линде Д.П. Основы радиотехники. М.: Радио и связь, 1983].
Недостатком такого способа согласования являются большие потери и малая собственная добротность фильтров с сосредоточенными постоянными в микроволновом диапазоне.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является способ согласования микроволновых линий с помощью одно- или многоступенчатого трансформатора, представляющего собой фильтр низких частот, выполненный в виде соединения отрезков нерегулярно включенных линий [Мещанов В.П., Тупикин В.Д., Чернышев С.Л. Коаксиальные пассивные устройства. Саратов, изд.-во СГУ, 1993].
Недостатком известного способа являются большие продольные геометрические размеры согласующего трансформатора.
Технической задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является создание способа частотно-селективного согласования микроволновых линий, обеспечивающего разработку и создание согласующе-трансформирующих устройств с четкой фиксацией частоты отсечки, отсутствием высших полос пропускания и геометрическими размерами, меньшими четвертьволновой секции без ухудшения согласования в рабочей полосе частот.
Решение технической задачи достигается тем, что между согласуемыми микроволновыми линиями передачи, обладающими разными значениями волнового сопротивления, помещают согласующе-трансформирующую секцию в виде четвертьволнового отрезка периодической нерегулярной замедляющей структуры той же формы поперечного сечения, что и согласуемые линии. Согласно изобретению отрезок периодической нерегулярной замедляющей структуры выбирают с числом периодов не менее четырех, линейно изменяющимся размером поперечного сечения, максимальный размер которого равен четверти замедленной длины волны, и волновым сопротивлением, равным среднеквадратичному значению относительно волновых сопротивлений согласуемых линий.
Способ частотно-селективного согласования микроволновых линий передачи иллюстрируется чертежами (фиг.1-4), на которых представлены конструкции коаксиального (фиг.1) и микрополоскового (фиг.3) частотно-селективных согласующих устройств для реализации предлагаемого способа и полученные для них характеристики (фиг.2, 4).
Предлагаемый способ частотно-селективного согласования для коаксиальных линий передачи осуществляется следующим образом.
Между согласуемыми участками коаксиальной линии с внешним диаметром D1, обозначенным цифрой 1 (фиг.1), и диаметрами внутренних проводников D2 и D3, обозначенных цифрами 2 и 3 соответственно, располагают частотно-селективную трансформирующую секцию 4, которую выполняют в виде периодической нерегулярной замедляющей структуры - отрезка ребристого стрежня с периодом Т. При этом диаметр первого ребра частотно-селективной трансформирующей секции выбирают равным диаметру D2, а глубина кольцевой канавки: (D2-D3).
Возможность достижения поставленной цели подтверждается экспериментально.
На фиг.2 показана амплитудно-частотная характеристика, полученная для макета коаксиального трансформатора-фильтра низких частот со следующими геометрическими размерами: D1=334 мм, D2=250 мм, D3=144 мм, число ребер k=5, период Т=7 мм. Из анализа данной кривой следует, что крутизна АЧХ вблизи частоты отсечки максимальна - частота среза на уровне (-5) дБ составляет 380 МГц, а на частоте 420 МГц затухание уже более 25 дБ.
Ввиду малого сдвига фазы на период ребристого стержня можно воспользоваться квазистатическим приближением и считать волновое сопротивление трансформирующей секции 4 равным среднеквадратичному значению относительно волновых сопротивлений согласуемых коаксиальных линий. В этом случае геометрическая длина l такой секции оказывается в коэффициент замедления раз меньше длины четвертьволнового отрезка:
где Z12, Z13 - волновые сопротивления согласуемых участков коаксиальных линий с диаметрами D2 и D3, λ - длина электромагнитной волны.
Из формулы (1) следует, что чем больше разница между волновыми сопротивлениями Z12 и Z13, тем больше глубина кольцевой канавки в ребристом стержне и больше замедление волны. Этот факт приводит к уменьшению геометрической длины трансформирующей секции 4 по сравнению с известным устройством [Мещанов В.П., Тупикин В.Д., Чернышев С.Л. Коаксиальные пассивные устройства. Саратов, изд.-во СГУ, 1993].
Предлагаемый способ частотно-селективного согласования реализуется также и для микрополосковых линий передачи.
В этом случае между импедансными проводниками с разными волновыми сопротивлениями 1 и 2 и шириной соответственно W1 и W2, которые наносят с помощью металлизации с одной стороны диэлектрической подложки, располагают частотно-селективную трансформирующую секцию 3 (фиг.3). Указанную секцию 3 выполняют в виде микрополосковой импедансной штыревой гребенки с симметричным относительно ее основания расположением штырей и огибающих концы штырей с зазором двух наклонных планок 4. Обе наклонные планки 4 соединяют с изотропным металлическим экраном, находящимся с другой стороны диэлектрической подложки. Конструкция частотно-селективной трансформирующей секции характеризуется также тем, что содержит пять штырей с линейно уменьшающейся длиной. Концы штырей срезаны под углом, равным углу наклона планок, причем расстояние между штырями гребенки выполняется равным ширине импедансного проводника, а зазор между штырями гребенки и планками - не более указанной ширины. Сумма удвоенной длины первого штыря и ширины основания гребенки равна четверти замедленной длины волны, а также равна ширине импедансного проводника с меньшим волновым сопротивлением - W1.
Возможность достижения поставленной цели подтверждается в этом случае результатами численного моделирования, полученными с помощью программы AWR Design Environment (Microwave Office v.6.53).
На фиг.4 показаны зависимости амплитудно-частотной характеристики модели согласующего трансформатора - фильтра низких частот в виде графика комплексного коэффициента передачи S21 в дБ (график 1) и безразмерного параметра S11, характеризующего согласование структуры (график 2), от частоты в ГГц. Ширина W1 импедансного проводника соответствует волновому сопротивлению 25 Ом, W2 - волновому сопротивлению 50 Ом. Из анализа данных кривых следует, что крутизна АЧХ вблизи частоты отсечки максимальна - частота среза на уровне (-5) дБ составляет 1,0 ГГц, а на частоте 1,2 ГГц затухание уже более 40 дБ. Величина зазора между гребенкой и планками влияет на крутизну АЧХ, и целесообразно ее выбирать минимальной.
Возможность построения фильтра низких частот на отрезках периодических нерегулярных замедляющих структур с линейно изменяющимся размером поперечного сечения заключается в следующем. Периодическая нерегулярная структура при последовательном ее включении в линию передачи, пропускает электромагнитные волны, начиная с нулевой частоты - и до частоты среза, которая определяется свойствами замедляющей системы, в режиме противофазного наложения волн, отраженного от первого - четвертьволнового периода. Увеличение количества периодов структуры позволяет получить более широкую полосу пропускания частот цепи.
Достоинством предложенного частотно-селективного способа согласования является также четкая фиксация частоты отсечки и отсутствие высших паразитных полос пропускания. Это объясняется тем, что нерегулярные согласующие периоды системы на входе и на выходе одновременно фильтруют все частоты цепи выше частоты отсечки.
Claims (1)
- Способ частотно-селективного согласования микроволновых линий передачи, заключающийся в том, что между согласуемыми линиями, обладающими разными волновыми сопротивлениями, помещают согласующе-трансформирующую секцию в виде четвертьволнового отрезка периодической нерегулярной замедляющей структуры той же формы поперечного сечения, что и согласуемые линии, отличающийся тем, что отрезок периодической нерегулярной замедляющей структуры выбирают с числом периодов не менее четырех, линейно изменяющимся размером поперечного сечения, максимальный размер которого равен четверти замедленной длины волны, и волновым сопротивлением, равным среднеквадратичному значению относительно волновых сопротивлений согласуемых линий.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006116523/09A RU2326476C2 (ru) | 2006-05-15 | 2006-05-15 | Способ частотно-селективного согласования микроволновых линий передачи |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006116523/09A RU2326476C2 (ru) | 2006-05-15 | 2006-05-15 | Способ частотно-селективного согласования микроволновых линий передачи |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2006116523A RU2006116523A (ru) | 2007-11-27 |
RU2326476C2 true RU2326476C2 (ru) | 2008-06-10 |
Family
ID=38959942
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2006116523/09A RU2326476C2 (ru) | 2006-05-15 | 2006-05-15 | Способ частотно-селективного согласования микроволновых линий передачи |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2326476C2 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU187238U1 (ru) * | 2018-05-30 | 2019-02-26 | Российская Федерация, от имени которой выступает ФОНД ПЕРСПЕКТИВНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ | Устройство приемника с рабочими частотами 220-300 ГГц |
RU187269U1 (ru) * | 2018-05-30 | 2019-02-28 | Российская Федерация, от имени которой выступает ФОНД ПЕРСПЕКТИВНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ | Устройство передатчика с рабочими частотами 220-300 ГГц |
-
2006
- 2006-05-15 RU RU2006116523/09A patent/RU2326476C2/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
МЕГЛА А.Г., Техника дециметровых волн, Москва, Сов. радио, 1958, с.90-91. МЕЩАНОВ В.П. и др., Коаксиальные пассивные устройства, Саратов, издательство СГУ, 1993, с.15. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU187238U1 (ru) * | 2018-05-30 | 2019-02-26 | Российская Федерация, от имени которой выступает ФОНД ПЕРСПЕКТИВНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ | Устройство приемника с рабочими частотами 220-300 ГГц |
RU187269U1 (ru) * | 2018-05-30 | 2019-02-28 | Российская Федерация, от имени которой выступает ФОНД ПЕРСПЕКТИВНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ | Устройство передатчика с рабочими частотами 220-300 ГГц |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2006116523A (ru) | 2007-11-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9515362B2 (en) | Tunable bandpass filter | |
CN101263630B (zh) | 滤波器和使用该滤波器的无线电通信设备 | |
CN110289469B (zh) | 一种基于可调谐一维滤波阵列的带通滤波器及其设计方法 | |
JP2003520542A (ja) | フラクタル及び空間充填伝送線、共振器、フィルター並びに受動ネットワーク用エレメント | |
JP2003508948A (ja) | 伝送ゼロ点を有する高周波帯域フィルタ装置 | |
Azad et al. | Design and performance analysis of 2.45 GHz microwave bandpass filter with reduced harmonics | |
JP2007068123A (ja) | 超広帯域バンドパスフィルタ | |
RU2326476C2 (ru) | Способ частотно-селективного согласования микроволновых линий передачи | |
Bharathi et al. | Design and analysis of interdigital microstrip bandpass filter for centre frequency 2.4 GHz | |
CN108923104B (zh) | 高选择性基片集成间隙波导带通滤波器 | |
KR101870201B1 (ko) | 인터디지털 및 나선형 주파수 선택 결합 구조를 사용한 소형 대역 차단 필터 | |
Karshenas et al. | Size reduction and harmonic suppression of parallel coupled-line bandpass filters using defected ground structure | |
RU2400874C1 (ru) | Полосковый фильтр | |
RU97867U1 (ru) | Микрополосковый полосно-пропускающий фильтр | |
US11637354B2 (en) | Method and system of fabricating and tuning surface integrated waveguide filter | |
Belyaev et al. | A three-mode microstrip resonator and a miniature ultra-wideband filter based on it | |
RU2320057C1 (ru) | Микрополосковый трансформатор сопротивлений | |
Belyaev et al. | Miniature suspended-substrate bandpass filter | |
RU2743007C1 (ru) | Микрополосковый полосно-пропускающий фильтр и устройство, включающее микрополосковый полосно-пропускающий фильтр | |
RU2364993C1 (ru) | Микрополосковый фильтр низких частот на металлодиэлектрической зигзаг-линии | |
RU2710386C2 (ru) | Миниатюрный полосковый полосно-пропускающий фильтр | |
Kim et al. | Modified microstrip filters improving the suppression performance of harmonic signals | |
RU56723U1 (ru) | Коаксиальный трансформатор-фильтр низких частот | |
RU2708342C1 (ru) | Высокоселективный полосковый фильтр нижних частот | |
RU218773U1 (ru) | Миниатюрный полосковый полосно-пропускающий фильтр |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20100516 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20110827 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140516 |