RU2640968C1 - Strip resonator - Google Patents
Strip resonator Download PDFInfo
- Publication number
- RU2640968C1 RU2640968C1 RU2016139824A RU2016139824A RU2640968C1 RU 2640968 C1 RU2640968 C1 RU 2640968C1 RU 2016139824 A RU2016139824 A RU 2016139824A RU 2016139824 A RU2016139824 A RU 2016139824A RU 2640968 C1 RU2640968 C1 RU 2640968C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- resonator
- strip
- substrates
- metal
- thickness
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к технике высоких и сверхвысоких частот и предназначено для создания частотно-селективных устройств, например, полосовых фильтров.The invention relates to techniques for high and ultra-high frequencies and is intended to create frequency-selective devices, for example, band-pass filters.
Известна конструкция полосковых резонаторов на подвешенной подложке, используемая для создания полосовых фильтров [Д.Л. Матей, Л. Янг, Е.М.Т. Джонс // Фильтры СВЧ, согласующие цепи и цепи связи. Т. 1. - М.: Связь, 1971. - 439 с.]. Резонаторы образованы полуволновыми отрезками полосковых линий, разомкнутых на обоих концах. Полосковые проводники резонаторов находятся в сплошном диэлектрическом окружении на одинаковых расстояниях от нижней и верхней поверхностей экрана. Недостатками таких резонаторов и фильтров на их основе являются большие размеры на частотах дециметровых и метровых длин волн и близкое расположение частоты второго - паразитного резонанса (резонанса второй моды колебаний) к частоте первой - рабочей моды колебаний.A known design of strip resonators on a suspended substrate, used to create band-pass filters [D.L. Matei, L. Young, E.M.T. Jones // Microwave filters matching circuits and communication circuits. T. 1. - M .: Communication, 1971. - 439 p.]. Resonators are formed by half-wave segments of strip lines, open at both ends. The strip conductors of the resonators are in a continuous dielectric environment at equal distances from the lower and upper surfaces of the screen. The disadvantages of such resonators and filters based on them are the large size at the frequencies of decimeter and meter wavelengths and the close location of the frequency of the second - spurious resonance (resonance of the second vibrational mode) to the frequency of the first - working vibrational mode.
Наиболее близким по совокупности существенных признаков аналогом является полосковый резонатор [п.м. РФ №99248, МПК7 Н01Р 7, опубл. 10.11.2010, Бюл. №31 (Прототип)]. Резонатор содержит две диэлектрические подложки, подвешенные между экранами корпуса, на обе поверхности которых нанесены полосковые металлические проводники, электромагнитно связанные между собой и имеющие форму прямоугольника. Резонатор такой конструкции и фильтр на его основе имеет значительно меньшую длину полосковых проводников по сравнению с первым аналогом, а значит и меньшие размеры подложки. Это позволяет конструировать миниатюрные полосковые фильтры на более низкие частоты. Недостатком такого резонатора так же, как и у первого аналога является близкое расположение резонанса второй - паразитной моды колебаний к полосе пропускания фильтра, что не позволяет конструировать на его основе фильтры с широкой полосой заграждения.The closest analogous combination of essential features is a strip resonator [m. RF №99248, IPC 7 Н01Р 7, publ. 11/10/2010, Bull. No. 31 (Prototype)]. The resonator contains two dielectric substrates suspended between the screens of the housing, on both surfaces of which are applied stripe metal conductors, electromagnetically coupled to each other and having the shape of a rectangle. A resonator of this design and a filter based on it have a significantly shorter length of strip conductors compared to the first analogue, and therefore smaller dimensions of the substrate. This allows you to design miniature strip filters at lower frequencies. The disadvantage of such a resonator, as well as that of the first analogue, is the close arrangement of the resonance of the second, the parasitic vibration mode, to the filter passband, which does not allow the design of filters with a wide obstacle band on its basis.
Техническим результатом изобретения является разрежение спектра собственных частот полоскового резонатора и увеличение протяженности полосы заграждения фильтров на его основе.The technical result of the invention is the rarefaction of the spectrum of natural frequencies of the strip resonator and an increase in the length of the obstacle band of filters based on it.
Указанный технический результат достигается тем, что в полосковом резонаторе, содержащем две диэлектрические подложки, подвешенные между экранами корпуса, на обе поверхности которых нанесены полосковые металлические проводники, электромагнитно связанные между собой, новым является то, что между указанными подложками расположена сплошная металлическая пленка, толщина которой на рабочей частоте резонатора меньше толщины скин-слоя в металле пленки.This technical result is achieved in that in a strip resonator containing two dielectric substrates suspended between the screens of the housing, on both surfaces of which are strip metal conductors, electromagnetically coupled to each other, are applied, a new metal film is located between these substrates, the thickness of which at the operating frequency of the resonator is less than the thickness of the skin layer in the metal of the film.
Отличия заявляемого устройства от наиболее близкого аналога заключаются в том, что между подложками расположена сплошная металлическая пленка, толщина которой на рабочей частоте резонатора меньше толщины скин-слоя в металле пленки. Эти отличия позволяют сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию «новизна». Признаки, отличающие заявляемое техническое решение от прототипа, не выявлены в других технических решениях при изучении данной и смежной областей техники и, следовательно, обеспечивают заявляемому решению соответствие критерию «изобретательский уровень».The differences of the claimed device from the closest analogue are that between the substrates there is a continuous metal film, the thickness of which at the operating frequency of the resonator is less than the thickness of the skin layer in the metal of the film. These differences allow us to conclude that the proposed technical solution meets the criterion of "novelty." Signs that distinguish the claimed technical solution from the prototype are not identified in other technical solutions when studying this and related areas of technology and, therefore, provide the claimed solution with the criterion of "inventive step".
Изобретение поясняется чертежами: Фиг. 1 - конструкция предлагаемого полоскового резонатора, Фиг. 2 - конструкция полосно-пропускающего фильтра второго порядка на основе пары заявляемых резонаторов; Фиг. 3 - амплитудно-частотные характеристики (АЧХ) потерь на прохождение двухзвенных полосно-пропускающих фильтров на основе заявляемого резонатора и резонатора-прототипа.The invention is illustrated by drawings: FIG. 1 - the design of the proposed strip resonator, FIG. 2 - design of a second-order bandpass filter based on a pair of the claimed resonators; FIG. 3 - amplitude-frequency characteristics (AFC) of losses due to the passage of two-link bandpass filters based on the inventive resonator and resonator prototype.
Заявляемое устройство (Фиг. 1) содержит две диэлектрические подложки 1, подвешенные между экранами корпуса 3, на обе поверхности которых нанесены полосковые металлические проводники резонаторов 2, электромагнитно связанные между собой и имеющие форму, например, прямоугольника. Между подложками расположена тонкая металлическая пленка 4, закороченная со всех сторон по периметру на корпус, толщина которой меньше скин-слоя в металле пленки на рабочей частоте резонатора.The inventive device (Fig. 1) contains two
Известно, что высокочастотный ток проникает в металл на определенную глубину, называемую скин-слоем, которая зависит от электрофизических параметров материала и частоты: , где σ - удельная проводимость металла, μ - относительная магнитная проницаемость ω-частота. Этот факт лежит в основе работы заявляемого резонатора.It is known that a high-frequency current penetrates into a metal to a certain depth, called the skin layer, which depends on the electrophysical parameters of the material and frequency: where σ is the specific conductivity of the metal, μ is the relative magnetic permeability ω-frequency. This fact underlies the operation of the inventive resonator.
Заявляемый полосковый резонатор работает следующим образом. Толщина пленки между подложками в заявляемой конструкции выбрана такой, чтобы на нижайшей - рабочей резонансной частоте конструкции она была меньше скин-слоя, поэтому магнитное поле на рабочей частоте будет проникать через пленку на расстояние, достаточное для обеспечения взаимодействия проводников резонаторов. В то же время на частотах высших мод колебаний толщина пленки становится сравнимой и большей, чем глубина скин-слоя в металле. Поэтому взаимодействие резонаторов на частотах высших мод колебаний значительно уменьшается.The inventive strip resonator operates as follows. The film thickness between the substrates in the claimed design is chosen so that at the lowest operating resonance frequency of the structure it is less than the skin layer, therefore, the magnetic field at the operating frequency will penetrate through the film to a distance sufficient to ensure the interaction of the resonator conductors. At the same time, at higher vibrational frequencies, the film thickness becomes comparable and greater than the depth of the skin layer in the metal. Therefore, the interaction of the resonators at the frequencies of higher vibration modes is significantly reduced.
На основе заявляемого резонатора был спроектирован и изготовлен полосно-пропускающий фильтр второго порядка (Фиг. 2). На Фиг. 3 в широкой полосе частот изображены амплитудно-частотные характеристики фильтра на основе заявляемого резонатора (сплошная линия) и резонатора-прототипа (штриховая линия). Конструктивные параметры резонаторов в обоих фильтрах были идентичны: диэлектрическая проницаемость подложек ε=80 при их толщине hd=0.25 мм, длина полосковых проводников резонаторов 12 мм, их ширина 2 мм, расстояние между подложками в резонаторе hs=2 мм, расстояние от верхнего и нижнего экрана корпуса до поверхности подложек Н а =5 мм. В заявляемом резонаторе использовалась металлическая пленка, нанесенная на тонкую диэлектрическую подложку и закороченная по периметру на стенки корпуса. Толщина пленки t=100 нм на нижайшей резонансной частоте заявляемой конструкции ƒ1≈0.28 ГГц была существенно меньше толщины скин-слоя в меди, составляющей на этой частоте порядка 1 мкм. Центральная частота полосы пропускания фильтров составила ƒ0≈0.28 ГГц, относительная ширина полосы пропускания фильтров по уровню -3 дБ составила Δƒ/ƒ0≈3% при расстоянии между резонаторами S=4 мм.Based on the inventive resonator, a second-order bandpass filter was designed and manufactured (Fig. 2). In FIG. 3 in a wide frequency band shows the amplitude-frequency characteristics of the filter based on the inventive resonator (solid line) and the prototype resonator (dashed line). The design parameters of the resonators in both filters were identical: the dielectric constant of the substrates ε = 80 with their thickness h d = 0.25 mm, the length of the strip conductors of the resonators 12 mm, their
Видно, что использование заявляемого резонатора позволяет не только расширить полосу заграждения, но и увеличить уровень затухания в ней. Так если в фильтре прототипе протяженность полосы заграждения по уровню -40 дБ составляет около 27ƒ0 (ƒ0 - центральная частота полосы пропускания), то в заявляемом фильтре полоса заграждения по уровню -50дБ простирается до частоты не менее 140ƒ0.It can be seen that the use of the inventive resonator allows not only to expand the barrier band, but also to increase the level of attenuation in it. So if in the prototype filter the length of the obstacle band at the level of -40 dB is about 27ƒ 0 (ƒ 0 is the central frequency of the passband), then in the inventive filter, the obstacle band at the level of -50 dB extends to a frequency of at least 140ƒ 0 .
Таким образом, использование заявляемой конструкции в полосовых фильтрах позволяет получать значительно более протяженные полосы заграждения по сравнению с фильтрами на основе традиционных конструкций.Thus, the use of the inventive design in band-pass filters allows you to get much more extended strip barriers compared to filters based on traditional designs.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016139824A RU2640968C1 (en) | 2016-10-10 | 2016-10-10 | Strip resonator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016139824A RU2640968C1 (en) | 2016-10-10 | 2016-10-10 | Strip resonator |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2640968C1 true RU2640968C1 (en) | 2018-01-12 |
Family
ID=68235559
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016139824A RU2640968C1 (en) | 2016-10-10 | 2016-10-10 | Strip resonator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2640968C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2793079C1 (en) * | 2022-11-28 | 2023-03-28 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный исследовательский центр "Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук" | Strip band pass filter for harmonics |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2381515C1 (en) * | 2008-07-30 | 2010-02-10 | Институт физики им. Л.В. Киренского Сибирского отделения РАН | Magnetic field sensor |
US20140077899A1 (en) * | 2012-09-18 | 2014-03-20 | Chih-Wen Huang | Band-pass filter |
-
2016
- 2016-10-10 RU RU2016139824A patent/RU2640968C1/en active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2381515C1 (en) * | 2008-07-30 | 2010-02-10 | Институт физики им. Л.В. Киренского Сибирского отделения РАН | Magnetic field sensor |
US20140077899A1 (en) * | 2012-09-18 | 2014-03-20 | Chih-Wen Huang | Band-pass filter |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
Диссертация: "РЕЗОНАНСНЫЕ ПОЛОСКОВЫЕ СТРУКТУРЫ И ЧАСТОТНО- СЕЛЕКТИВНЫЕ УСТРОЙСТВА НА ИХ ОСНОВЕ С УЛУЧШЕННЫМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ", 01.04.03. * |
Статья: "МИКРОПОЛОСКОВОЕ УСТРОЙСТВО ЗАЩИТЫ ОТ МОЩНОГО РАДИОИМПУЛЬСА С ВТСП ЭЛЕМЕНТОМ", 2011. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2793079C1 (en) * | 2022-11-28 | 2023-03-28 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный исследовательский центр "Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук" | Strip band pass filter for harmonics |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9608564B2 (en) | Metamaterial resonator based device | |
CN107534197B (en) | Dielectric filter, transceiver and base station | |
RU2475900C1 (en) | Microstrip pass-band filter | |
US7652548B2 (en) | Bandpass filter, high-frequency module, and wireless communications equipment | |
RU2402121C1 (en) | Strip-line bandpass filter | |
JPS6387801A (en) | Filter whose passing band can be adjusted freely | |
Ruf et al. | A novel compact suspended stripline resonator | |
Anand et al. | Capacitively tuned electrical coupling for reconfigurable coaxial cavity bandstop filters | |
RU2543933C1 (en) | Microstrip broadband bandpass filter | |
RU2400874C1 (en) | Strip-line filter | |
RU2640968C1 (en) | Strip resonator | |
Jayakrishnan et al. | Analysis of Metamaterial based band pass filter | |
RU2480867C1 (en) | Pass band filter | |
RU99248U1 (en) | DOUBLE SUSPENDED STRIP RESONATOR | |
KR20120050317A (en) | Split ring resonator-based bandstop filter | |
RU2626224C1 (en) | Broadband stripline filter | |
JP2015032969A (en) | Dielectric line and electronic component | |
RU2528148C1 (en) | Bandpass microwave filter | |
RU2390889C2 (en) | Strip-line filter | |
RU2659321C1 (en) | Miniature strip filter | |
RU2793079C1 (en) | Strip band pass filter for harmonics | |
RU2684438C1 (en) | Strip-line filter | |
RU154063U1 (en) | HIGH FREQUENCY FILTER | |
RU2470418C1 (en) | Miniature strip-line resonator | |
RU2710386C2 (en) | Miniature bandpass filter |