RU2360337C1

RU2360337C1 - Band-pass filter

Info

Publication number: RU2360337C1
Application number: RU2008105243/09A
Authority: RU
Inventors: Анатолий Вениаминович Бунин (RU); Анатолий Вениаминович Бунин; Сергей Викторович Вишняков (RU); Сергей Викторович Вишняков; Владимир Мушегович Геворкян (RU); Владимир Мушегович Геворкян; Юрий Алексеевич Казанцев (RU); Юрий Алексеевич Казанцев; Сергей Николаевич Михалин (RU); Сергей Николаевич Михалин; Валерий Иванович Полукаров (RU); Валерий Иванович Полукаров
Priority date: 2008-02-14
Filing date: 2008-02-14
Publication date: 2009-06-27

Abstract

FIELD: electronics.

SUBSTANCE: invention relates to super-high frequency engineering and allows for improving heat removal from the open disc-shaped dielectric resonators. The band-pass filter contains hollow metal screen with connectors to supplying lines being installed on the proper ends, n open disc-shaped dielectric resonators, where n is an integer number and equal to n≥1 and metal plates attached to the internal surface of hollow metal screen. The hollow metal screen takes away any beyond band energy transfer between input and output and ensures electromagnetic inter connection of open disc-shaped dielectric resonators. The holder for each open disc-shaped dielectric resonator is represented as three metal plates provided with grooves. So the open disc-shaped dielectric resonator is fixed to the said metal plates while the metal plates are attached to the internal surface of the hollow metal screen. Such arrangement ensures removal of heat in the required amounts from resonators to the screen walls. Therefore, the proposed by the invention band-pass filter may be used in dielectric resonators located as planar structure in beyond band screen cavity in high power channels (to 200 Wt).

EFFECT: improved heat removal from disc-shaped dielectric resonators.

2 dwg

Description

Изобретение относится к технике СВЧ и предназначено для создания полосно-пропускающих фильтров на основе открытых дисковых диэлектрических резонаторов, преимущественно в дециметровом и сантиметровом диапазонах длин волн.The invention relates to microwave technology and is intended to create band-pass filters based on open disk dielectric resonators, mainly in the decimeter and centimeter wavelength ranges.

Известен полосно-пропускающий фильтр (см. патент РФ №2295806, МПК Р01Р 1/20, опубл. 20.03.2005), содержащий n секций, где n - число резонансных звеньев, выполненных в виде полых металлических цилиндров с резьбами, расположенными на концах, соединенных между собой, зафиксированных контргайками и образующих внешний цилиндрический экран, и (n-2) открытых дисковых диэлектрических резонаторов, каждый из которых с помощью держателя установлен в полом металлическом цилиндре секции, оконечные секции экрана выполнены с металлическими торцевыми стенками, в каждой из оконечных секций экрана установлен элемент связи, например петлевой, к одному из концов элемента связи присоединен центральный проводник коаксиального разъема, плоские поверхности дисковых диэлектрических резонаторов размещены в полых металлических цилиндрах секций параллельно продольной оси полых металлических цилиндров, держатель каждого открытого дискового диэлектрического резонатора выполнен в виде диэлектрических втулок, снабженных внутренним отверстием, соосным с соосным отверстием открытых дисковых диэлектрических резонаторов, в отверстиях размещен дополнительно введенный винт, один конец каждого из которых прикреплен к цилиндрической поверхности полого металлического цилиндра, а на другом размещены дополнительно введенные диэлектрическая шайба и гайка.Known band-pass filter (see RF patent No. 2295806, IPC Р01Р 1/20, publ. March 20, 2005), containing n sections, where n is the number of resonant links made in the form of hollow metal cylinders with threads located at the ends, interconnected, locked with locknuts and forming an external cylindrical screen, and (n-2) open disk dielectric resonators, each of which is mounted in a hollow metal cylinder sections with a holder, the end sections of the screen are made with metal end walls, in each of the end sections of the screen, a coupling element is installed, for example, a loop element, a central conductor of the coaxial connector is attached to one of the ends of the coupling element, the flat surfaces of the disk dielectric resonators are placed in the hollow metal cylinders of the sections parallel to the longitudinal axis of the hollow metal cylinders, the holder of each open disk dielectric resonator is made in in the form of dielectric bushings provided with an internal hole coaxial with the coaxial hole of the open disk dielectric ezonatorov, in holes arranged additionally introduced screw, one end of each of which is attached to the cylindrical surface of a hollow metal cylinder, and the other has additionally entered dielectric washer and a nut.

Однако несмотря на наличие в креплении открытых дисковых диэлектрических резонаторов в таком фильтре металлических деталей, такие фильтры характеризуются низким теплоотводом от открытых дисковых диэлектрических резонаторов и не пригодны для работы фильтра в трактах с высоким уровнем мощности и, кроме того, имеют сложную конструкцию.However, despite the presence of metal parts in the mount of open disk dielectric resonators in such a filter, such filters are characterized by a low heat sink from open disk dielectric resonators and are not suitable for the filter to operate in paths with a high power level and, in addition, have a complex structure.

Наиболее близки к заявленному известные конструкции полосно-пропускающих фильтров с планарным размещением открытых дисковых диэлектрических резонаторов (см. Диэлектрические резонаторы. /Под ред. профессора М.Е.Ильченко. - М.: Радио и связь, 1989, 328 с., с.250, рис.10.12), которые содержат отрезок волновода, выполняющего функцию экрана запредельного в рабочей полосе частот фильтра, и n≥1 открытых дисковых диэлектрических резонаторов с низшим видом колебаний, число которых равно числу звеньев фильтра и каждый из которых установлен планарно в отрезке цилиндрического волновода и удерживается в нем с помощью диэлектрической втулки, а каждый из концов экрана заканчивается присоединителем к трактам подводящих линий, например закорочен металлической торцевой стенкой, перпендикулярной продольной оси экрана, на которых для связи с подводящими линиями установлены элементы связи, выполненные в виде проводников подключенных к центральным проводникам коаксиальных разъемов, установленных на торцевых стенках.The closest to the claimed well-known designs of band-pass filters with planar arrangement of open disk dielectric resonators (see. Dielectric resonators. / Under the editorship of Professor M.E. Ilchenko. - M .: Radio and communications, 1989, 328 p., P. 250, Fig. 10.12), which contain a segment of a waveguide that acts as a screen beyond the filter in the working frequency band, and n≥1 open disk dielectric resonators with a lower mode of vibration, the number of which is equal to the number of filter links and each of which is installed planarly in the segment a cylindrical waveguide and is held in it by means of a dielectric sleeve, and each end of the screen ends with an attachment to the paths of the supply lines, for example, is shorted by a metal end wall perpendicular to the longitudinal axis of the screen, on which communication elements are made in the form of conductors connected to the supply lines to the central conductors of the coaxial connectors mounted on the end walls.

Однако такие полосно-пропускающие фильтры также характеризует низкий теплоотвод от открытых дисковых диэлектрических резонаторов для работы фильтра в трактах с высоким (выше 10 Вт) уровнем мощности.However, such band-pass filters are also characterized by a low heat sink from open disk dielectric resonators for filter operation in paths with a high (above 10 W) power level.

Технической задачей изобретения является улучшение теплоотвода от открытых дисковых диэлектрических резонаторов.An object of the invention is to improve the heat sink from open disk dielectric resonators.

Решение этой задачи достигается тем, что в известном полосно-пропускающем фильтре, содержащем полый металлический экран, на концах которого установлены присоединители, n открытых дисковых диэлектрических резонаторов с держателями, где n - целое число и n≥1, установленные в полом металлическом экране, и плоские поверхности открытых дисковых диэлектрических резонаторов расположены параллельно продольной оси металлического экрана, держатель каждого открытого дискового диэлектрического резонатора выполнен в виде трех металлических пластин с пазами, плоскости металлических пластин расположены параллельны оси открытого дискового диэлектрического резонатора, каждый открытый дисковый диэлектрический резонатор закреплен, например, клепкой в пазах пластины и пластины равномерно расположены по периметру боковой поверхности открытого дискового диэлектрического резонатора и прикреплены, например, пайкой к внутренней поверхности полого металлического экрана.The solution to this problem is achieved by the fact that in the known band-pass filter containing a hollow metal screen, at the ends of which there are mounted connectors, n open disk dielectric resonators with holders, where n is an integer and n≥1 installed in a hollow metal screen, and flat surfaces of open disk dielectric resonators are parallel to the longitudinal axis of the metal screen, the holder of each open disk dielectric resonator is made in the form of three metal plates with grooves, the plane of the metal plates are parallel to the axis of the open disk dielectric resonator, each open disk dielectric resonator is fixed, for example, by riveting in the grooves of the plate and the plate are evenly spaced along the perimeter of the side surface of the open disk dielectric resonator and fastened, for example, by soldering to the inner surface of the hollow metal screen.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен продольный разрез полосно-пропускающего фильтра, на фиг.2 показан фрагмент полосно-пропускающего фильтра в изометрии.The invention is illustrated by drawings, where figure 1 shows a longitudinal section of a band-pass filter, figure 2 shows a fragment of a band-pass filter in isometry.

Полосно-пропускающий фильтр содержит полый металлический экран 1, на концах которого установлены присоединители 2 к трактам подводящих линий, n открытых дисковых диэлектрических резонаторов 3, где n - целое число и равно n≥1, металлические пластины 4, прикрепленные к внутренней поверхности 5 полого металлического экрана 1.The band-pass filter contains a hollow metal screen 1, at the ends of which are connected 2 to the paths of the supply lines, n open disk dielectric resonators 3, where n is an integer and is equal to n≥1, metal plates 4 attached to the inner surface 5 of the hollow metal screen 1.

Полосно-пропускающий фильтр работает следующим образом.The bandpass filter operates as follows.

После подключения присоединителей 2 в цепь с распространяющейся СВЧ-волной, крайние открытые дисковые диэлектрические резонаторы 3 обеспечивают ввод и вывод энергии в системе фильтр - линия передачи. Полый металлический экран 1, запредельный в рабочей полосе частот фильтра, исключает внеполосную передачу энергии между входом и выходом и обеспечивает электромагнитную связь открытых дисковых диэлектрических резонаторов 3 между собой. Выполнение держателей каждого открытого дискового диэлектрического резонатора 3 в виде трех металлических пластин 4, снабженных пазами, крепление открытого дискового диэлектрического резонатора 3 к ним, а металлических пластин 4 - к внутренней поверхности полого металлического экрана 1 обеспечивает необходимый теплоотвод от резонаторов 3 на стенки экрана 1. Это позволяет применять предложенный полосно-пропускающий фильтр на диэлектрических резонаторах, планарно размещенных в полости запредельного экрана в трактах высокого (до 200 Вт) уровня мощностиAfter connecting the connectors 2 to the circuit with a propagating microwave wave, the extreme open disk dielectric resonators 3 provide input and output of energy in the filter-transmission line system. The hollow metal screen 1, beyond the working frequency band of the filter, eliminates out-of-band energy transfer between the input and output and provides electromagnetic coupling between open disk dielectric resonators 3. The holders of each open disk dielectric resonator 3 in the form of three metal plates 4 provided with grooves, the fastening of the open disk dielectric resonator 3 to them, and the metal plates 4 to the inner surface of the hollow metal screen 1 provides the necessary heat sink from the resonators 3 to the walls of the screen 1. This allows you to apply the proposed band-pass filter on dielectric resonators, planarly placed in the cavity of the transcendental screen in the high (up to 200 W) vnya power

Крепление открытого дискового диэлектрического резонатора 3 к металлическим пластинам 4 возможно, например, клепкой краев пластины 4, или утолщением краев пластин 4 пайкой или сваркой. Пластины 4 могут быть прикреплены к внутренней поверхности 5 полого металлического экрана 1, например, пайкой или сваркой.The fastening of the open disk dielectric resonator 3 to the metal plates 4 is possible, for example, by riveting the edges of the plate 4, or by thickening the edges of the plates 4 by soldering or welding. The plates 4 can be attached to the inner surface 5 of the hollow metal screen 1, for example, by soldering or welding.

Число n открытых дисковых диэлектрических резонаторов 3 определяет число резонансных звеньев фильтра, формирующих его частотную характеристику. На практике число n ограничено допустимым значением ослабления полезного сигнала в полосе пропускания фильтра и может быть равно или больше одного.The number n of open disk dielectric resonators 3 determines the number of resonant links of the filter, forming its frequency response. In practice, the number n is limited by the allowable attenuation value of the useful signal in the passband of the filter and may be equal to or greater than one.

Использование изобретения улучшает теплоотвод от открытых дисковых диэлектрических резонаторов и позволяет создать в диапазоне частот 10-14 ГГц девятизвенные полосно-пропускающие фильтры с открытыми дисковыми диэлектрическими резонаторами (полоса пропускания ~3%, потери в полосе не хуже 2 дБ), предназначенные для работы в трактах с уровнем мощности до 100 Вт.The use of the invention improves the heat sink from open disk dielectric resonators and allows you to create nine-band bandpass filters with open disk dielectric resonators in the frequency range 10-14 GHz (passband ~ 3%, loss in the band is not worse than 2 dB), designed to work in paths with power levels up to 100 watts.

Claims

A band-pass filter containing a hollow metal screen, at the ends of which there are connectors, n open disk dielectric resonators with holders, where n is an integer and is chosen equal to n≥1, installed in a hollow metal screen, the flat surfaces of the open disk dielectric resonators are parallel the longitudinal axis of the metal screen, characterized in that the holder of each open disk dielectric resonator is made in the form of three metal plates with grooves, flat STI metal plates arranged parallel to the axis of the open dielectric resonator disc, each open dielectric resonator disc is attached, e.g., by riveting the plate in the slots that are uniformly distributed over the lateral surface of the perimeter of the open dielectric resonator disc and attached, e.g., soldered to the inner surface of the hollow metallic screen.