RU2675206C1 - Микрополосковый широкополосный полосно-пропускающий фильтр - Google Patents
Микрополосковый широкополосный полосно-пропускающий фильтр Download PDFInfo
- Publication number
- RU2675206C1 RU2675206C1 RU2018104764A RU2018104764A RU2675206C1 RU 2675206 C1 RU2675206 C1 RU 2675206C1 RU 2018104764 A RU2018104764 A RU 2018104764A RU 2018104764 A RU2018104764 A RU 2018104764A RU 2675206 C1 RU2675206 C1 RU 2675206C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- conductors
- resonators
- filter
- external
- microstrip
- Prior art date
Links
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims abstract description 50
- 230000001788 irregular Effects 0.000 claims abstract description 12
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 7
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 abstract description 5
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 3
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 3
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 3
- 244000309464 bull Species 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 230000005520 electrodynamics Effects 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 1
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
- H01P1/00—Auxiliary devices
- H01P1/20—Frequency-selective devices, e.g. filters
- H01P1/201—Filters for transverse electromagnetic waves
- H01P1/203—Strip line filters
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Abstract
Изобретение относятся к радиотехнике, в частности к фильтрам. Микрополосковый широкополосный полосно-пропускающий фильтр содержит диэлектрическую подложку, одна сторона которой полностью металлизирована и выполняет функцию заземляемого основания, а на вторую сторону нанесены нерегулярные полосковые проводники резонаторов. Узкие участки нерегулярных проводников наружных резонаторов короткозамкнуты с одной стороны на экран, а внутренние резонаторы кондуктивно соединены с одного конца между собой и соединены с внешними короткозамкнутыми проводниками с помощью дополнительных проводников. Входная и выходная линия передачи подключены к проводникам наружных резонаторов, которые расположены ортогонально проводникам внутренних резонаторов до точки их кондуктивного соединения с дополнительными проводниками. Технический результат - повышение компактности устройства, увеличение протяженности высокочастотной полосы заграждения микрополоскового широкополосного полосно-пропускающего фильтра. 2 ил.
Description
Изобретение относится к технике сверхвысоких частот и предназначено для частотной селекции сигналов.
Известен гребенчатый полосно-пропускающий микрополосковый фильтр [Патент RU №2148286, МКИ7 Н01Р 1/205, 1/203, бюл. №12 от 27.04.2000], содержащий диэлектрическую подложку, одна сторона которой металлизирована и выполняет функцию заземляемого основания, а на вторую нанесены короткозамкнутые на землю с одного конца полосковые проводники, связанные между собой электромагнитно и кондуктивно. Проводники резонаторов выполнены прямолинейными, кроме того, между полосковыми проводниками, являющимися резонаторами, нанесены дополнительные короткозамкнутые на землю полосковые проводники, боковые стороны которых соединены с соседствующими резонаторами. Длина дополнительных полосковых проводников выполнена изменяемой.
Недостатками гребенчатого полосно-пропускающего микрополоскового фильтра являются узкая высокочастотная полоса заграждения и сравнительно большие размеры.
Наиболее близким аналогом является микрополосковый широкополосный полосно-пропускающий фильтр [Патент RU №2504870, МКИ7 Н01Р 1/203, бюл. №2 от 20.01.2014 (прототип)]. Фильтр содержит диэлектрическую подложку, одна сторона которой полностью металлизирована и выполняет функцию заземляемого основания, а на вторую сторону нанесены параллельные прямолинейные полосковые проводники. Внешние проводники микрополосковой структуры короткозамкнуты с одной стороны на экран и кондуктивно подключены к входной и выходной линиям передачи. Внутренние проводники кондуктивно соединены с одного конца между собой и соединены с внешними короткозамкнутыми проводниками с помощью дополнительных проводников. Фильтр имеет меньшие габариты и более протяженную высокочастотную полосу заграждения по сравнению с первым аналогом.
Недостатками фильтра являются сравнительно большие размеры на низких частотах и то, что протяженность высокочастотной полосы заграждения не превышает октавы в случае, когда относительная ширина полосы пропускания превышает величину Δƒ/ƒ0=100%.
Техническим результатом изобретения является уменьшение размеров и увеличение протяженности высокочастотной полосы заграждения микрополоскового широкополосного полосно-пропускающего фильтра.
Указанный технический результат достигается тем, что в заявляемом фильтре, содержащем диэлектрическую подложку, на одну сторону которой нанесено заземленное основание, а на вторую сторону нанесены полосковые проводники резонаторов, связанные электромагнитно и кондуктивно, и дополнительные полосковые проводники, боковые стороны которых соединены с соседствующими резонаторами, новым является то, что проводники резонаторов выполнены нерегулярными, а участки полосковых проводников наружных резонаторов от разомкнутого конца до точки их кондуктивного соединения с дополнительными проводниками расположены ортогонально проводникам внутренних резонаторов.
Отличие заявляемого устройства от наиболее близкого аналога заключается в том, что проводники резонаторов выполнены нерегулярными, а участки полосковых проводников наружных резонаторов от разомкнутого конца до точки их кондуктивного соединения с дополнительными проводниками расположены ортогонально проводникам внутренних резонаторов.
Таким образом, перечисленные выше отличительные от прототипа признаки позволяют сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию «новизна». Признаки, отличающие заявляемое техническое решение от прототипа, не выявлены в других технических решениях и, следовательно, обеспечивают заявляемому решению соответствие критерию «изобретательский уровень».
Сущность изобретения поясняется рисунками:
На фиг. 1а изображена топология проводников заявляемого микрополоскового фильтра пятого порядка, а на фиг.1б - топология проводников фильтра-прототипа пятого порядка.
На фиг. 2 изображены рассчитанные амплитудно-частотные характеристики заявляемого фильтра (сплошная линия) и фильтра прототипа (штриховая линия).
Заявляемый микрополосковый широкополосный полосно-пропускающий фильтр (фиг. la) содержит диэлектрическую подложку 1, одна сторона которой полностью металлизирована и выполняет функцию заземляемого основания, а на вторую сторону нанесены нерегулярные полосковые проводники резонаторов 2, причем узкие участки нерегулярных проводников наружных резонаторов короткозамкнуты с одной стороны на экран, а внутренние резонаторы кондуктивно соединены с одного конца между собой и соединены с внешними короткозамкнутыми проводниками с помощью дополнительных проводников 3. Входная и выходная линия передачи подключена к проводникам наружных резонаторов, которые расположены ортогонально проводникам внутренних резонаторов до точки их кондуктивного соединения с дополнительными проводниками.
Фильтр работает следующим образом. Входная и выходная линии передачи подключаются к проводникам наружных резонаторов как показано на фиг. 1а, причем расстояние от разомкнутых концов проводников до точек подключения внешних линий передачи определяется заданным минимальным уровнем отражений в полосе пропускания фильтра. Сигналы, частоты которых попадают в полосу пропускания, проходят на выход фильтра с минимальными потерями, в то время как на частотах вне полосы пропускания происходит отражение сигналов от входа устройства.
Как и в фильтре-прототипе в заявляемом фильтре благодаря наличию дополнительных проводников все нерегулярные проводники, образующие резонаторы, связаны между собой не только электромагнитно, но и кондуктивно. Величину коэффициента связи можно изменять, варьируя как величины зазоров между резонаторами, так и расстояние от дополнительного проводника до экрана. Как известно, ширина полосы пропускания фильтра определяется, при прочих равных условиях, величиной коэффициента связи резонаторов. Изменяя расстояние от дополнительного проводника до экрана, можно в широких пределах менять величину коэффициента связи резонаторов, не изменяя при этом расстояния между ними. Благодаря этому можно получить относительную ширину полосы пропускания фильтра более Δƒ/ƒ0=100%.
Известно, что нерегулярные микрополосковые резонаторы могут иметь значительно меньшие габариты по сравнению с регулярными резонаторами при прочих равных условиях. Кроме того, резонансная частота второй - паразитной моды колебаний нерегулярного микрополоскового резонатора значительно выше по сравнению с резонансной частотой традиционного регулярного микрополоскового резонатора, а фильтры на основе нерегулярных резонаторов, соответственно, имеют более протяженную высокочастотную полосу заграждения. Таким образом, в фильтре заявляемой конструкции благодаря использованию нерегулярных микрополосковых резонаторов достигается уменьшение габаритов и расширение высокочастотной полосы заграждения устройства по сравнению с фильтром-прототипом. Дополнительное уменьшение уровня прохождения сигнала на частотах полосы заграждения в заявляемом фильтре достигается тем, что проводники наружных резонаторов расположены ортогонально проводникам внутренних резонаторов до точки их кондуктивного соединения с дополнительными проводниками.
На фиг 2 приведены рассчитанные в программе электродинамического моделирования частотные зависимости вносимых потерь для заявляемого фильтра (сплошная линия) и фильтра-прототипа (пунктирная линия). Оба фильтра имеют центральную частоту полосы пропускания ƒ0=1 ГГц и относительную ширину полосы пропускания Δƒ/ƒ0=100% по уровню -3 дБ, КСВ в полосе пропускания фильтра не хуже 1,5. В качестве материала подложек был выбрана керамика с относительной диэлектрической проницаемостью ε=80; толщиной 1 мм. Размеры микрополосковой структуры в заявляемом фильтре составили 18 × 8=144 мм2, в то время как размеры фильтра-прототипа составили 11 × 15=165 мм2, т.е. заявленный фильтр имеет меньшую площадь полосковой структуры при прочих равных условиях, что подтверждает заявленный технический результат.
Из представленных зависимостей также видно, что в области полосы пропускания амплитудно-частотные характеристики идентичны, однако первый паразитный высокочастотный резонанс у фильтра-прототипа располагается на частоте 2.15 ГГц, а у заявляемого фильтра - на частоте 3.4 ГГц, т.е. практически в 1.6 раза дальше. Это приводит к тому, что ширина высокочастотной полосы заграждения у заявляемого фильтра по уровню затухания 30 дБ составляет 1.38 ГГц, в то время как у фильтра-прототипа всего лишь 0.42 ГГц.
Таким образом, заявляемая конструкция позволяет реализовывать на ее основе широкополосные миниатюрные полосно-пропускающие фильтры с протяженной высокочастотной полосой заграждения.
Claims (1)
- Микрополосковый широкополосный полосно-пропускающий фильтр, содержащий диэлектрическую подложку, на одну сторону которой нанесено заземленное основание, а на вторую сторону нанесены полосковые проводники резонаторов, связанные электромагнитно и кондуктивно, и дополнительные полосковые проводники, боковые стороны которых соединены с соседствующими резонаторами, отличающийся тем, что проводники резонаторов выполнены нерегулярными, а участки полосковых проводников наружных резонаторов от разомкнутого конца до точки их кондуктивного соединения с дополнительными проводниками расположены ортогонально проводникам внутренних резонаторов.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018104764A RU2675206C1 (ru) | 2018-02-07 | 2018-02-07 | Микрополосковый широкополосный полосно-пропускающий фильтр |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018104764A RU2675206C1 (ru) | 2018-02-07 | 2018-02-07 | Микрополосковый широкополосный полосно-пропускающий фильтр |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2675206C1 true RU2675206C1 (ru) | 2018-12-17 |
Family
ID=64753430
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018104764A RU2675206C1 (ru) | 2018-02-07 | 2018-02-07 | Микрополосковый широкополосный полосно-пропускающий фильтр |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2675206C1 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2730395C1 (ru) * | 2019-11-25 | 2020-08-21 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнева" (СибГУ им. М.Ф. Решетнева) | Микрополосковый сверхширокополосный фильтр |
RU2748864C1 (ru) * | 2020-06-16 | 2021-06-01 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнева" (СибГУ им. М.Ф. Решетнева) | Микрополосковый полосно-пропускающий фильтр |
RU2781040C1 (ru) * | 2021-12-27 | 2022-10-04 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнева" (СибГУ им. М.Ф. Решетнева) | Свч фильтр |
Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3451015A (en) * | 1966-03-21 | 1969-06-17 | Gen Dynamics Corp | Microwave stripline filter |
SU457131A1 (ru) * | 1972-06-12 | 1975-01-15 | Предприятие П/Я В-2749 | Фильтр свч |
US3875538A (en) * | 1973-02-20 | 1975-04-01 | Roger P Minet | Microwave bandpass filter |
JPS62164301A (ja) * | 1986-01-14 | 1987-07-21 | Murata Mfg Co Ltd | ストリツプラインフイルタ |
JPH03145803A (ja) * | 1989-11-01 | 1991-06-21 | Fujitsu Ltd | 誘電体フィルタ |
JPH05175701A (ja) * | 1991-12-25 | 1993-07-13 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 帯域通過フィルタ |
US5376908A (en) * | 1992-10-08 | 1994-12-27 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Interdigital strip line filter having a plurality of different width resonant electrodes |
JP2007235431A (ja) * | 2006-02-28 | 2007-09-13 | Mitsubishi Electric Corp | 高周波共振器及び高周波発振器 |
KR20120054922A (ko) * | 2010-11-22 | 2012-05-31 | 숭실대학교산학협력단 | 저지 대역을 가지는 초광대역 대역 통과 여파기 |
RU2504870C1 (ru) * | 2012-08-14 | 2014-01-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки институт физики им. Л.В. Киренского Сибирского отделения Российской академии наук | Микрополосковый широкополосный полосно-пропускающий фильтр |
-
2018
- 2018-02-07 RU RU2018104764A patent/RU2675206C1/ru active
Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3451015A (en) * | 1966-03-21 | 1969-06-17 | Gen Dynamics Corp | Microwave stripline filter |
SU457131A1 (ru) * | 1972-06-12 | 1975-01-15 | Предприятие П/Я В-2749 | Фильтр свч |
US3875538A (en) * | 1973-02-20 | 1975-04-01 | Roger P Minet | Microwave bandpass filter |
JPS62164301A (ja) * | 1986-01-14 | 1987-07-21 | Murata Mfg Co Ltd | ストリツプラインフイルタ |
JPH03145803A (ja) * | 1989-11-01 | 1991-06-21 | Fujitsu Ltd | 誘電体フィルタ |
JPH05175701A (ja) * | 1991-12-25 | 1993-07-13 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 帯域通過フィルタ |
US5376908A (en) * | 1992-10-08 | 1994-12-27 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Interdigital strip line filter having a plurality of different width resonant electrodes |
JP2007235431A (ja) * | 2006-02-28 | 2007-09-13 | Mitsubishi Electric Corp | 高周波共振器及び高周波発振器 |
KR20120054922A (ko) * | 2010-11-22 | 2012-05-31 | 숭실대학교산학협력단 | 저지 대역을 가지는 초광대역 대역 통과 여파기 |
RU2504870C1 (ru) * | 2012-08-14 | 2014-01-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки институт физики им. Л.В. Киренского Сибирского отделения Российской академии наук | Микрополосковый широкополосный полосно-пропускающий фильтр |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2730395C1 (ru) * | 2019-11-25 | 2020-08-21 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнева" (СибГУ им. М.Ф. Решетнева) | Микрополосковый сверхширокополосный фильтр |
RU2748864C1 (ru) * | 2020-06-16 | 2021-06-01 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнева" (СибГУ им. М.Ф. Решетнева) | Микрополосковый полосно-пропускающий фильтр |
RU2781040C1 (ru) * | 2021-12-27 | 2022-10-04 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнева" (СибГУ им. М.Ф. Решетнева) | Свч фильтр |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0506340B1 (en) | A dielectric filter | |
KR100866636B1 (ko) | 전송선 조각을 사용한 마이크로파/밀리미터파용 가변소자 | |
RU2504870C1 (ru) | Микрополосковый широкополосный полосно-пропускающий фильтр | |
EP0836239A1 (en) | Balanced microstrip filter | |
JP4565145B2 (ja) | 超広帯域バンドパスフィルタ | |
RU2362241C1 (ru) | Полосно-пропускающий фильтр | |
RU2675206C1 (ru) | Микрополосковый широкополосный полосно-пропускающий фильтр | |
RU2626224C1 (ru) | Широкополосный полосковый фильтр | |
RU2480867C1 (ru) | Полосно-пропускающий фильтр | |
RU2400874C1 (ru) | Полосковый фильтр | |
RU97867U1 (ru) | Микрополосковый полосно-пропускающий фильтр | |
RU2528148C1 (ru) | Полосно-пропускающий свч фильтр | |
KR101207061B1 (ko) | 소형 Gbps 무선신호 송수신기용 다중 극점 대역통과 여파기용 신형 메타재질 CRLH 기본구조와 그의 교차결합에 의한 채널 선택도 향상법 | |
RU2590313C1 (ru) | Полосковый фильтр гармоник | |
RU2715358C1 (ru) | Высокоселективный полосковый фильтр верхних частот | |
RU2607303C1 (ru) | Микрополосковый полосно-пропускающий фильтр | |
RU2237320C1 (ru) | Полосно-пропускающий фильтр | |
RU2710386C2 (ru) | Миниатюрный полосковый полосно-пропускающий фильтр | |
KR102054503B1 (ko) | 대역통과 여파기 및 그의 설계방법 | |
RU2659321C1 (ru) | Миниатюрный полосковый фильтр | |
RU2657311C1 (ru) | Полосно-пропускающий свч фильтр | |
RU2688826C1 (ru) | Микрополосковый полосно-пропускающий фильтр | |
RU2644976C1 (ru) | Микрополосковый широкополосный фильтр | |
RU2462799C1 (ru) | Волноводный керамический фильтр | |
RU2401490C1 (ru) | Микрополосковый широкополосный полосно-пропускающий фильтр |