RU2432643C1 - Bandpass microwave filter - Google Patents
Bandpass microwave filter Download PDFInfo
- Publication number
- RU2432643C1 RU2432643C1 RU2010115245/07A RU2010115245A RU2432643C1 RU 2432643 C1 RU2432643 C1 RU 2432643C1 RU 2010115245/07 A RU2010115245/07 A RU 2010115245/07A RU 2010115245 A RU2010115245 A RU 2010115245A RU 2432643 C1 RU2432643 C1 RU 2432643C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- resonators
- filter
- microwave
- transformer
- selectivity
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к технике сверхвысоких частот и может быть использовано в частотно-селективных цепях приемопередающих устройств СВЧ.The invention relates to techniques for microwave frequencies and can be used in frequency-selective circuits of microwave transceivers.
Из уровня техники известен фильтр СВЧ (патент на изобретение US №6529750, дата публикации 04.03.2003 г.), содержащий диэлектрическую подложку, на одной стороне которой расположен проводящий экран, а на другой - микрополосковая структура, реализующая элементы фильтра, с цепями связи между двумя несоседними резонаторами, для повышения избирательности вблизи рабочей полосы фильтра.A microwave filter is known from the prior art (US patent No. 6529750, publication date 03/04/2003) containing a dielectric substrate, on one side of which there is a conductive screen, and on the other a microstrip structure that implements filter elements with communication circuits between two non-adjacent resonators to increase selectivity near the filter working band.
Недостатками указанного устройства являются отсутствие возможности подстройки фильтра по избирательности и повышенная точность оборудования для изготовления микрополосковой структуры.The disadvantages of this device are the inability to adjust the filter for selectivity and increased accuracy of equipment for the manufacture of microstrip structures.
Известен микрополосковый фильтр СВЧ («Компактные микрополосковые фильтры с повышенной селективностью», Николаев М., Современная электроника, №1 2008, стр.28-30), содержащий диэлектрическую подложку, на одной стороне которой расположен проводящий экран, а на другой стороне расположена система связанных резонаторов из полосковых проводников. Требуемая форма частотной характеристики фильтра, а следовательно, и величина избирательности, обеспечивается выбором связей между соседними и несоседними резонаторами. Связь между несоседними резонаторами установлена посредством разомкнутой на концах полосковой линии. Наличие индуктивной пространственной связи между несоседними резонаторами фильтра дают полюса затухания в полосе заграждения на заданных частотах, что обеспечивает повышение избирательности фильтра.Known microwave microstrip filter ("Compact microstrip filters with increased selectivity", Nikolaev M., Modern Electronics, No. 1 2008, p. 28-30) containing a dielectric substrate, on one side of which is a conductive screen, and on the other side is a system coupled strip conductors. The required form of the frequency response of the filter, and therefore the selectivity, is provided by the choice of links between adjacent and non-adjacent resonators. The connection between non-adjacent resonators is established by means of an open at the ends of the strip line. The presence of inductive spatial coupling between non-adjacent filter cavities gives attenuation poles in the obstacle band at the given frequencies, which provides an increase in filter selectivity.
Недостатками указанного устройства являются отсутствие возможности плавной подстройки фильтра по избирательности, так как избирательность данного фильтра зависит от величины связи между несоседними резонаторами, которая зафиксирована топологией разомкнутой на концах полосковой линии, а также величиной зазоров между ней и связанными с ее помощью несоседними резонаторами (подстройка возможна лишь дискретная, обычно осуществляется путем удаления дискретных участков разомкнутой на концах полосковой линии); невозможность обратимой подстройки фильтра по избирательности (подстройка возможна лишь необратимая, поскольку осуществляется путем удаления дискретных участков разомкнутой на концах полосковой линии).The disadvantages of this device are the inability to smoothly adjust the filter for selectivity, since the selectivity of this filter depends on the magnitude of the connection between non-adjacent resonators, which is fixed by the topology of the open strip line, as well as the size of the gaps between it and non-adjacent resonators associated with it (tuning is possible only discrete, usually carried out by removing discrete sections of the strip line open at the ends); the impossibility of reversibly adjusting the filter for selectivity (adjustment is only possible irreversible, since it is carried out by removing discrete sections of the strip line open at the ends).
Известен микрополосковый фильтр СВЧ (патент на изобретение RU №1683099, опубликовано 07.10.1991 г., МПК: Н01Р 1/205), выбранный в качестве прототипа. Микрополосковый фильтр СВЧ содержит диэлектрическую подложку, на одной стороне которой расположен проводящий экран, а на другой стороне - система связанных резонаторов из полосковых V-образных проводников. Требуемая форма частотной характеристики фильтра, а следовательно, и величина избирательности, обеспечивается надлежащим выбором связей между соседними и несоседними резонаторами. Связь между несоседними резонаторами установлена посредством закороченной на концах полосковой линии. Наличие определенной связи между несоседними резонаторами фильтра дают полюса затухания в полосе заграждения на заданных частотах, что обеспечивает повышение избирательности фильтра.Known microstrip microwave filter (patent for invention RU No. 1683099, published on 10/07/1991, IPC: Н01Р 1/205), selected as a prototype. The microwave microstrip filter contains a dielectric substrate, on one side of which there is a conductive screen, and on the other side is a system of coupled resonators of strip V-shaped conductors. The required form of the frequency response of the filter, and therefore the selectivity, is ensured by an appropriate choice of links between adjacent and non-adjacent resonators. The connection between non-adjacent resonators is established by means of a shortened strip line. The presence of a certain connection between non-adjacent filter resonators gives attenuation poles in the obstacle band at given frequencies, which ensures an increase in filter selectivity.
Недостатками указанного устройства являются: отсутствие возможности подстройки фильтра по избирательности, так как избирательность данного фильтра зависит от величины связи между несоседними резонаторами, которая зафиксирована топологией закороченной на концах полосковой линии, и величиной зазоров между ней и связанными с ее помощью несоседними резонаторами; повышенная точность оборудования для изготовления микрополосковой структуры, необходимая для реализации требуемого коэффициента связи между закороченной на концах полосковой линией и связанными с ее помощью несоседними резонаторами.The disadvantages of this device are: the lack of the ability to adjust the filter for selectivity, since the selectivity of this filter depends on the magnitude of the connection between non-adjacent resonators, which is fixed by the topology of the shortened strip line, and the gaps between it and the non-adjacent resonators associated with it; increased accuracy of equipment for the manufacture of a microstrip structure, necessary to realize the required coupling coefficient between the shorted strip line at the ends and the non-adjacent resonators associated with it.
Техническим результатом предлагаемого технического решения является обеспечение возможности плавной подстройки избирательности частотной характеристики, снижение потерь и повышение избирательности вблизи рабочей полосы полосно-пропускающего фильтра СВЧ, без искажения характеристик в рабочей полосе.The technical result of the proposed technical solution is to provide the possibility of smoothly adjusting the selectivity of the frequency response, reducing losses and increasing selectivity near the working band of the microwave pass-band filter, without distorting the characteristics in the working band.
Технический результат достигается за счет того, что полосно-пропускающий фильтр СВЧ содержит диэлектрическую подложку, на одной стороне которой размещен заземляющий экран, а на другой стороне - микрополосковая структура, реализующая элементы фильтра с цепями связи. При этом он отличается от прототипа тем, что микрополосковая структура включает первый, второй, третий и четвертый резонаторы, одни выводы которых замкнуты на заземляющий экран, а другие соединены между собой посредством первого, второго и третьего конденсаторов. При этом первый и четвертый резонаторы соединены с четвертым и пятым конденсаторами соответственно, а также с двумя плечами трансформатора на связанных линиях передачи, два других плеча которого замкнуты на заземляющий экран, образуя при этом между соседними первым, вторым, третьим и четвертым резонаторами связь емкостного типа, а между несоседними первым и четвертым резонаторами - связь индуктивного типа. Причем каждый резонатор полосно-пропускающего фильтра СВЧ может быть выполнен как в виде отрезка короткозамкнутой полосковой линии, так и в виде соответствующего коаксиального штыря. Трансформатор полосно-пропускающего фильтра СВЧ выполнен с возможностью изменения расстояния между связанными линиями передачи.The technical result is achieved due to the fact that the microwave pass-band filter contains a dielectric substrate, on one side of which there is a grounding screen, and on the other side, a microstrip structure that implements filter elements with communication circuits. At the same time, it differs from the prototype in that the microstrip structure includes the first, second, third and fourth resonators, some of whose conclusions are closed to the grounding screen, while others are interconnected by means of the first, second and third capacitors. In this case, the first and fourth resonators are connected to the fourth and fifth capacitors, respectively, as well as to the two arms of the transformer on the connected transmission lines, the other two arms of which are closed to the grounding screen, forming a capacitive coupling between the adjacent first, second, third, and fourth resonators , and between the non-adjacent first and fourth resonators there is an inductive type coupling. Moreover, each resonator of the microwave pass-band filter can be made in the form of a segment of a short-circuited strip line, or in the form of a corresponding coaxial pin. The microwave bandpass filter transformer is configured to vary the distance between the associated transmission lines.
Техническая сущность изобретения поясняется чертежами, где:The technical essence of the invention is illustrated by drawings, where:
Фиг.1 - конструкция полосно-пропускающего фильтра СВЧ;Figure 1 - design of a bandpass microwave filter;
Фиг.2 - конструкция трансформатора на связанных линиях передачи;Figure 2 - the design of the transformer on the connected transmission lines;
Фиг.3 - частотная характеристика избирательности полосно-пропускающего фильтра СВЧ.Figure 3 - frequency response of the selectivity of the microwave pass-band filter.
Полосно-пропускающий фильтр СВЧ выполнен в виде диэлектрической подложки 1, на одной стороне которой расположен заземляющий экран 2. На другой стороне диэлектрической подложки полосно-пропускающий фильтр СВЧ содержит микрополосковую структуру, включающую первый 3, второй 4, третий 5 и четвертый 6 резонаторы, одни выводы которых замкнуты на заземляющий экран 2, а другие соединены между собой посредством первого 7, второго 8 и третьего 9 конденсаторов. При этом первый 3 и четвертый 6 резонаторы соединены с входом и выходом фильтра посредством четвертого 10 и пятого 11 конденсаторов, соответственно, а также посредством микрополосковых линий связи 17 и 18 они соединены с двумя плечами 12 трансформатора 13 на связанных линиях передачи 14 и 15, два других плеча 16 которого замкнуты на заземляющий экран 2, образуя при этом между соседними первым 3, вторым 4, третьим 5 и четвертым 6 резонаторами связь емкостного типа, а между несоседними первым 3 и четвертым 6 резонаторами - связь индуктивного типа. Причем каждый резонатор 3, 4, 5, 6 полосно-пропускающего фильтра СВЧ может быть выполнен как в виде отрезка короткозамкнутой полосковой линии, так и в виде соответствующего коаксиального штыря. Трансформатор 13 на связанных линиях передачи полосно-пропускающего фильтра СВЧ выполнен с возможностью изменения расстояния между связанными линиями передачи 14, 15.The microwave bandpass filter is made in the form of a dielectric substrate 1, on one side of which there is a grounding shield 2. On the other side of the dielectric substrate, the microwave bandpass filter contains a microstrip structure, including the first 3, second 4, third 5 and fourth 6 resonators, one the conclusions of which are closed to the grounding screen 2, and the others are interconnected by means of the first 7, second 8 and third 9 capacitors. In this case, the first 3 and fourth 6 resonators are connected to the input and output of the filter by means of the fourth 10 and fifth 11 capacitors, respectively, as well as by
В предлагаемой конструкции полосно-пропускающего фильтра СВЧ связь между соседними резонаторами 3, 4, 5, 6 - емкостного типа, а между несоседними резонаторами 3, 6 - индуктивного типа. В соответствии с общей теорией связанных резонаторов (Hong J.-Sh., Lancaster M. J. Microstrip Filters for RF/Microwave Applications. John Wiley & Sons, Inc, 2001) такое сочетание типов связи в четверке резонаторов дает пара полюсов затухания по обе стороны от полосы пропускания, повышая избирательность полосно-пропускающего фильтра СВЧ.In the proposed design of the microwave pass-band filter, the coupling between adjacent resonators 3, 4, 5, 6 is of a capacitive type, and between non-adjacent resonators 3, 6 of an inductive type. In accordance with the general theory of coupled resonators (Hong J.-Sh., Lancaster MJ Microstrip Filters for RF / Microwave Applications. John Wiley & Sons, Inc, 2001), this combination of coupling types in the four resonators gives a pair of attenuation poles on either side of the band transmission, increasing the selectivity of the microwave pass-band filter.
Все конденсаторы 7, 8, 9, 10, 11 полосно-пропускающего фильтра СВЧ могут быть элементами с распределенными, либо сосредоточенными параметрами.All
Работа полосно-пропускающего фильтра СВЧ осуществляется следующим образом. Входной сигнал СВЧ поступает на вход полосно-пропускающего фильтра СВЧ и подвергается фильтрации частотно-селективной структурой, образованной из конденсаторов 10 и 11, резонаторов 3, 4, 5, 6 и элементов связи между резонаторами (конденсаторы 7, 8, 9 и трансформатор 13). Путем изменения расстояния между связанными линиями передачи 14, 15 трансформатора 13 меняется коэффициент связи между несоседними первым резонатором 3 и четвертым резонатором 6, что ведет к изменению положения полюсов затухания по обе стороны от полосы пропускания, изменяя избирательность полосно-пропускающего фильтра СВЧ. Регулировка избирательности полосно-пропускающего фильтра СВЧ в данном изобретении осуществляется механически, путем сгибания проволочных перемычек, используемых в качестве элементов связанных линий передачи 14, 15 трансформатора 13, без использования специальных инструментов и микроскопа, что способствует снижению трудоемкости и обеспечению технологичности производства.The operation of the microwave pass-band filter is as follows. The input microwave signal is fed to the input of the microwave pass-band filter and is filtered by a frequency-selective structure formed of
Для примера конкретной реализации (Фиг.2) показан один из вариантов выполнения трансформатора 13 на связанных линиях 14, 15, входящего в состав полосно-пропускающего фильтра СВЧ. Связанные линии 14, 15 трансформатора 13 выполнены в виде П-образных проволочных перемычек 16, которые с одной стороны подключены к заземляющему экрану микрополосковой структуры, а с другой - соединены с микрополосковыми связанными линиями 17, 18, осуществляющими связь с двумя несоседними первым резонатором 3 и четвертым резонатором 6. При сгибании перемычек 16 трансформатора 13 в поперечном направлении изменяется расстояние W, а следовательно, и коэффициент связи между связанными линиями 14, 15, что ведет к изменению положения полюсов затухания по обе стороны от полосы пропускания, изменяя избирательность полосно-пропускающего фильтра СВЧ.For an example of a specific implementation (FIG. 2), one embodiment of a transformer 13 is shown on connected lines 14, 15 included in a microwave pass-band filter. The connected lines 14, 15 of the transformer 13 are made in the form of
На Фиг.3 изображена экспериментальная характеристика избирательности частотной характеристики полосно-пропускающего фильтра СВЧ, в зависимости от расстояния W между перемычками 16 трансформатора 13. Из сравнения кривых видно, что с уменьшением расстояния W между перемычками 16 избирательность вблизи рабочей полосы полосно-пропускающего фильтра СВЧ возрастает.Figure 3 shows the experimental characteristic of the selectivity of the frequency response of the microwave pass-band filter, depending on the distance W between the
В предлагаемом полосно-пропускающем фильтре СВЧ введена возможность плавной подстройки частотной характеристики по избирательности за счет изменения коэффициента связи между связанными линиями трансформатора 13, включенного между несоседними первым резонатором 3 и четвертым резонатором 6.In the proposed microwave pass-band filter, the possibility of smoothly adjusting the frequency response according to selectivity by introducing a change in the coupling coefficient between the connected lines of the transformer 13 connected between the non-adjacent first resonator 3 and the fourth resonator 6 is introduced.
Предлагаемая конструкция полосно-пропускающего фильтра СВЧ позволяет осуществлять возможность обратимой подстройки его частотной характеристики по избирательности (возможность при изменении коэффициента связи между связанными линиями 14, 15 трансформатора 13 вернуться к исходному его значению).The proposed design of a microwave pass-band filter allows for the possibility of reversibly adjusting its frequency response according to selectivity (the ability to change its coupling coefficient between the connected lines 14, 15 of the transformer 13 to its original value).
В предлагаемом полосно-пропускающем фильтре СВЧ снижены требования к точности изготовления микрополосковой структуры. Возможность плавной подстройки частотной характеристики полосно-пропускающего фильтра СВЧ по избирательности позволяет уменьшить чувствительность его параметров к точности изготовления микрополосковой структуры, что значительно снижает себестоимость устройства.In the proposed microwave pass-band filter, the requirements for precision manufacturing of a microstrip structure are reduced. The ability to smoothly adjust the frequency response of the microwave pass-band filter for selectivity allows to reduce the sensitivity of its parameters to the accuracy of manufacturing a microstrip structure, which significantly reduces the cost of the device.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010115245/07A RU2432643C1 (en) | 2010-04-19 | 2010-04-19 | Bandpass microwave filter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010115245/07A RU2432643C1 (en) | 2010-04-19 | 2010-04-19 | Bandpass microwave filter |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2432643C1 true RU2432643C1 (en) | 2011-10-27 |
Family
ID=44998199
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010115245/07A RU2432643C1 (en) | 2010-04-19 | 2010-04-19 | Bandpass microwave filter |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2432643C1 (en) |
Cited By (1)
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 |
-
2010
- 2010-04-19 RU RU2010115245/07A patent/RU2432643C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
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 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20180006349A1 (en) | Multiple-pole resonator filter | |
US9876262B2 (en) | Multi resonator non-adjacent coupling | |
EP2007012B1 (en) | Filter circuit, filter circuit device, multilayered circuit board, and circuit module each including the filter circuit | |
KR101191751B1 (en) | RF cavity filter for generating notches with use of input/output ports | |
KR20120114729A (en) | Bandpass filter and electronic device | |
JP2000114807A (en) | Filter device, duplexer and communication equipment device | |
WO2015104938A1 (en) | Filter apparatus | |
JP2002151908A (en) | High frequency filter and filter system using it and electronic device employing them | |
US5994978A (en) | Partially interdigitated combline ceramic filter | |
WO2020148683A1 (en) | Miniature filter design for antenna systems | |
JP4176752B2 (en) | filter | |
RU2432643C1 (en) | Bandpass microwave filter | |
KR101274031B1 (en) | Band rejection filter for controlling return loss of pass band | |
RU2520398C1 (en) | Narrow-band shf-filter | |
EP2982005A1 (en) | A waveguide e-plane filter structure | |
US8159314B1 (en) | Actively tuned filter | |
US7479856B2 (en) | High-frequency filter using coplanar line resonator | |
RU2504869C2 (en) | Microwave switch based on pin diodes with filter properties | |
JP2008061082A (en) | Balancing filter circuit and high frequency device fabricated thereby | |
RU2562369C1 (en) | Microstrip dual-band bandpass filter | |
CN114497937B (en) | Dual-frequency microstrip filter | |
EP3991242B1 (en) | A waveguide band-stop filter arrangement | |
JP2013005121A (en) | High frequency filter | |
RU2150770C1 (en) | Multiplexer | |
RU2682075C1 (en) | Microwave diplexer |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20120628 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200420 |