RU2715358C1 - Высокоселективный полосковый фильтр верхних частот - Google Patents

Высокоселективный полосковый фильтр верхних частот Download PDF

Info

Publication number
RU2715358C1
RU2715358C1 RU2019115939A RU2019115939A RU2715358C1 RU 2715358 C1 RU2715358 C1 RU 2715358C1 RU 2019115939 A RU2019115939 A RU 2019115939A RU 2019115939 A RU2019115939 A RU 2019115939A RU 2715358 C1 RU2715358 C1 RU 2715358C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
filter
strip
conductors
narrow
resonators
Prior art date
Application number
RU2019115939A
Other languages
English (en)
Inventor
Борис Афанасьевич Беляев
Алексей Михайлович Сержантов
Александр Александрович Лексиков
Дмитрий Дмитриевич Дмитриев
Ярослав Федорович Бальва
Андрей Александрович Лексиков
Максим Олегович Савишников
Константин Вячеславович Лемберг
Илья Валерьевич Говорун
Original Assignee
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" filed Critical Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет"
Priority to RU2019115939A priority Critical patent/RU2715358C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2715358C1 publication Critical patent/RU2715358C1/ru

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01PWAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P1/00Auxiliary devices
    • H01P1/20Frequency-selective devices, e.g. filters
    • H01P1/201Filters for transverse electromagnetic waves
    • H01P1/205Comb or interdigital filters; Cascaded coaxial cavities

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)

Abstract

Изобретение относится к радиотехнике, в частности к технике сверхвысоких частот. Полосковый фильтр верхних частот, содержащий подвешенную в металлическом корпусе диэлектрическую подложку, на которой расположены нерегулярные полосковые проводники резонаторов, образованные соединением узких и широких отрезков полосковой линии, замкнутых концом узкого отрезка на экран, а на второй поверхности под широкими участками смежных резонаторов расположены дополнительные полосковые проводники, отличающийся тем, что фильтр выполнен с возможностью изменять частотное положение нулей коэффициента передачи за счет варьирования зазора между дополнительными проводниками при неизменных параметрах полосы пропускания. Технический результат - расширение полосы пропускания и увеличение селективности полоскового фильтра верхних частот. 2 ил.

Description

Изобретение относится к технике сверхвысоких частот и может быть использовано в селективных трактах приемных и передающих систем.
Известен микрополосковый фильтр верхних частот [Патент РФ №2670366, МПК7 Н01Р 1/203, опубл. 22.10.2018, Бюл. №30], содержащий диэлектрическую подложку, одна поверхность которой полностью металлизирована и служит заземляемым основанием, а на другой поверхности расположен полосковый металлический проводник. Согласно техническому решению, отрезки полоскового проводника свернуты в форме «шпильки» вдоль оси симметрии и в центральной части соединены с заземляемым основанием, через перпендикулярно состыкованный протяженный отрезок полоскового проводника. В такой конструкции улучшение частотно-селективных свойств микрополоскового фильтра верхних частот, в частности, повышение крутизны склона частотной характеристики, осуществляется только за счет наращивания числа полосковых проводников, состыкованных друг с другом в виде меандровой линии. Недостатками такого фильтра являются сравнительно большая площадь подложки и невысокая селективность, обусловленная отсутствием нулей коэффициента передачи вблизи склона полосы пропускания. Кроме того, протяженность полосы пропускания такого фильтра составляет немногим более двух октав.
Наиболее близким аналогом является фильтр верхних частот [W. Menzel, A. Balalem Quasi-Lumped Suspended Stripline Filters and Diplexers // IEEE Transactions on microwave theory and techniques, Vol. 53, No. 10, October 2005, P. 3230-3237 (Прототип)]. Фильтр содержит подвешенную в металлическом корпусе диэлектрическую подложку, на нижней и верхней стороне которой расположены нерегулярные полосковые проводники резонаторов, образованные соединением узких и широких отрезков полосковой линии и замкнутые на экран концом узкого отрезка. Широкие участки соседних нерегулярных проводников располагаются таким образом, чтобы их взаимная емкость обеспечивала необходимую величину связи для формирования полосы пропускания. По сравнению с первым аналогом такая конструкция фильтра верхних частот имеет меньшие размеры. Как и в первом аналоге, недостатками такой конструкции являются невысокая селективность, связанная с отсутствием близкорасположенных к полосе пропускания нулей коэффициента передачи, а также сравнительно неширокая полоса пропускания.
Техническим результатом изобретения является расширение полосы пропускания и увеличение селективности полоскового фильтра верхних частот.
Указанный технический результат достигается тем, что в заявляемом полосковом фильтре верхних частот, содержащем подвешенную в металлическом корпусе диэлектрическую подложку, на которой расположены нерегулярные полосковые проводники резонаторов, образованные соединением узких и широких отрезков полосковой линии, замкнутых концом узкого отрезка на экран, новым является то, что резонаторы расположены на одной поверхности подложки, а на второй ее поверхности под широкими участками смежных резонаторов расположены дополнительные полосковые проводники.
Отличие заявляемого устройства от наиболее близкого аналога заключается в том, что в полосковом фильтре верхних частот на обратной стороне подложки выполнены дополнительные полосковые проводники, которые расположены под широкими участками нерегулярных проводников смежных резонаторов на лицевой стороне подложки.
Сущность изобретения поясняется рисунками:
На фиг. 1а, б изображена топология проводников заявляемого фильтра верхних частот с лицевой (а) и обратной стороны подложки (б).
На фиг. 2а, б изображены рассчитанные амплитудно-частотные характеристики (АЧХ) фильтра верхних частот заявляемой конструкции в узком (а) и широком (б) диапазонах частот.
Заявляемый полосковый фильтр верхних частот (фиг. 1а, б) содержит подвешенную в металлическом корпусе 1 диэлектрическую подложку 2, на лицевой стороне которой расположены нерегулярные полосковые проводники резонаторов, образованные соединением узких 3 и широких 4 отрезков полосковой линии, замкнутые концом узкого отрезка на экран. На обратной стороне подложки под широкими участками 4 смежных резонаторов расположены прямоугольные дополнительные полосковые проводники 5. Входная и выходная линии передачи 6 подключены к наружным дополнительным полосковым проводникам.
Заявляемый фильтр верхних частот работает следующим образом. Входная и выходная линии передачи 6 подключаются к наружным дополнительным полосковым проводникам 5, которые расположены под широкими участками 4 нерегулярных резонаторов, как показано на фиг. 1a, б. Длина области перекрытия дополнительных полосковых проводников 5 и широких участков 4 нерегулярных резонаторов определяется заданным минимальным уровнем отражений в полосе пропускания фильтра верхних частот. Сигналы, частоты которых попадают в полосу пропускания, проходят на выход фильтра с минимальными потерями, в то время как на частотах ниже полосы пропускания происходит отражение сигналов от входа устройства.
Заявляемый фильтр верхних частот состоит из квазисосредоточенных элементов, которые образованы узкими 3 (индуктивности) и широкими 4, 5 (емкости) отрезками полосковой линии передачи. В заявляемом фильтре верхних частот, в отличие от фильтра-прототипа, имеется дополнительная емкостная связь, образованная дополнительными полосковыми проводниками 5. При соответствующем выборе размеров этих полосковых элементов формируются нули коэффициента передачи вблизи края полосы пропускания, которые существенно повышают селективность фильтра верхних частот. Наряду с повышением селективности, предложенная конструкция фильтра верхних частот позволяет существенно увеличить протяженность полосы пропускания за счет лучшего согласования волновых сопротивлений элементов конструкции и портов.
На фиг. 1 представлен вариант конкретной реализации двухрезонаторного фильтра верхних частот заявляемой конструкции, а на фиг. 2 его рассчитанные амплитудно-частотные характеристики в узком (а) и широком (б) диапазонах частот, полученные с помощью программы электродинамического анализа 3D-моделей. Граничные частоты полосы пропускания фильтра по уровню - 3 дБ составляют fгр1 = 0.25 ГГц и fгр2 = 4.9 ГГц. Характеристики фильтра получены при следующих конструктивных параметрах: относительная диэлектрическая проницаемость подложки ε=9.8; толщина подложки 0.5 мм; расстояние от экранов до поверхности подложки 5 мм; ширина полосковых проводников узких участков резонаторов 0.125 мм при их длине 17.51 мм, длина широких участков 16.3 мм при их длине 7.25 мм. КСВН в полосе пропускания фильтров не более 1.2.
Видно, что заявляемый фильтр верхних частот имеет по сравнению с фильтром-прототипом существенно более высокую крутизну склона АЧХ, которая обеспечивается наличием двух нулей коэффициента передачи вблизи полосы пропускания. Важной особенностью заявляемого фильтра является возможность изменять частотное положение нулей коэффициента передачи при неизменных параметрах полосы пропускания путем варьирования зазора S (фиг. 1), что может быть полезным при настройке фильтра на заданные требования по селективности.
Еще одним важным преимуществом фильтра верхних частот заявляемой конструкции является широкая полоса пропускания (фиг. 2б). Так отношение граничных частот полосы пропускания фильтра составляет fгр2/fгр1 = 19.6, т.е. больше четырех октав, что значительно превосходит аналогичный показатель у известных аналогов.

Claims (1)

  1. Полосковый фильтр верхних частот, содержащий подвешенную в металлическом корпусе диэлектрическую подложку, на которой расположены нерегулярные полосковые проводники резонаторов, образованные соединением узких и широких отрезков полосковой линии, замкнутых концом узкого отрезка на экран, а на второй поверхности под широкими участками смежных резонаторов расположены дополнительные полосковые проводники, отличающийся тем, что фильтр выполнен с возможностью изменять частотное положение нулей коэффициента передачи за счет варьирования зазора между дополнительными проводниками при неизменных параметрах полосы пропускания.
RU2019115939A 2019-05-23 2019-05-23 Высокоселективный полосковый фильтр верхних частот RU2715358C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019115939A RU2715358C1 (ru) 2019-05-23 2019-05-23 Высокоселективный полосковый фильтр верхних частот

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019115939A RU2715358C1 (ru) 2019-05-23 2019-05-23 Высокоселективный полосковый фильтр верхних частот

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2715358C1 true RU2715358C1 (ru) 2020-02-26

Family

ID=69630854

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019115939A RU2715358C1 (ru) 2019-05-23 2019-05-23 Высокоселективный полосковый фильтр верхних частот

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2715358C1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2743248C1 (ru) * 2020-06-19 2021-02-16 Акционерное общество "Микроволновые системы" Микрополосковый тандемный направленный ответвитель

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998005120A1 (en) * 1996-07-31 1998-02-05 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Dual-band multilayer bandpass filter
US6222431B1 (en) * 1998-02-27 2001-04-24 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Balanced dielectric filter
US6528732B1 (en) * 1999-08-19 2003-03-04 Sony Corporation Circuit device board, semiconductor component, and method of making the same
RU2237320C1 (ru) * 2003-01-21 2004-09-27 Научно-исследовательское учреждение Институт физики им. Л.В. Киренского СО РАН Полосно-пропускающий фильтр
US7012484B2 (en) * 2004-04-26 2006-03-14 Integrated System Solution Corp. Filter using multilayer ceramic technology and structure thereof
US20120235773A1 (en) * 2010-09-21 2012-09-20 Tdk Corporation Signal transmission device, filter, and inter-substrate communication device
RU2590313C1 (ru) * 2015-05-29 2016-07-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки институт физики им. Л.В. Киренского Сибирского отделения Российской академии наук Полосковый фильтр гармоник
US9467116B2 (en) * 2011-12-19 2016-10-11 Intel Corporation Broad band diplexer using suspended strip-line capacitor technology
US20170194682A1 (en) * 2015-12-30 2017-07-06 Lenovo (Beijing) Limited Filter and electronic device
RU2659321C1 (ru) * 2017-09-28 2018-06-29 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный исследовательский центр "Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук" Миниатюрный полосковый фильтр
US10109903B2 (en) * 2016-10-06 2018-10-23 Invensas Corporation Flipped RF filters and components

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998005120A1 (en) * 1996-07-31 1998-02-05 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Dual-band multilayer bandpass filter
US6222431B1 (en) * 1998-02-27 2001-04-24 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Balanced dielectric filter
US6528732B1 (en) * 1999-08-19 2003-03-04 Sony Corporation Circuit device board, semiconductor component, and method of making the same
RU2237320C1 (ru) * 2003-01-21 2004-09-27 Научно-исследовательское учреждение Институт физики им. Л.В. Киренского СО РАН Полосно-пропускающий фильтр
US7012484B2 (en) * 2004-04-26 2006-03-14 Integrated System Solution Corp. Filter using multilayer ceramic technology and structure thereof
US20120235773A1 (en) * 2010-09-21 2012-09-20 Tdk Corporation Signal transmission device, filter, and inter-substrate communication device
US9467116B2 (en) * 2011-12-19 2016-10-11 Intel Corporation Broad band diplexer using suspended strip-line capacitor technology
RU2590313C1 (ru) * 2015-05-29 2016-07-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки институт физики им. Л.В. Киренского Сибирского отделения Российской академии наук Полосковый фильтр гармоник
US20170194682A1 (en) * 2015-12-30 2017-07-06 Lenovo (Beijing) Limited Filter and electronic device
US10109903B2 (en) * 2016-10-06 2018-10-23 Invensas Corporation Flipped RF filters and components
RU2659321C1 (ru) * 2017-09-28 2018-06-29 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный исследовательский центр "Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук" Миниатюрный полосковый фильтр

Non-Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
A1. *
B1. *
B2. *
C1. *
C1. Беляев Б.А. Высокоселективный полосно-пропускающий фильтр на резонаторах с двухсторонним рисунком полосковых проводников на подвешенной подложке // Письма в журнал технической физики " Год 2019, выпуск 10, 19.04.2019. Low-loss ultra-wideband (UWB) filters using suspended stripline January 2006 //Conference: Microwave Conference Proceedings, 2005. APMC 2005. Asia-Pacific Conference ProceedingsVolume: 4. W. Menzel. *
W. Menzel, A. Balalem Quasi-Lumped Suspended Stripline Filters and Diplexers // IEEE Transactions on microwave theory and techniques, Vol. 53, No. 10, October 2005, P. 3230-3237. Jin-Sup Kim,1 Kyu-Bok Lee,1 Jae-Young Lee,1 and Hyunchol Shin A BROADBAND SUSPENDED SUBSTRATE STRIPLINE FILTER USING DUAL-MODE RESONATOR // MICROWAVE AND OPTICAL TECHNOLOGY LETTERS / Vol. 53, No. 7, July 2011 . *
W. Menzel, A. Balalem Quasi-Lumped Suspended Stripline Filters and Diplexers // IEEE Transactions on microwave theory and techniques, Vol. 53, No. 10, October 2005, P. 3230-3237. Jin-Sup Kim,1 Kyu-Bok Lee,1 Jae-Young Lee,1 and Hyunchol Shin A BROADBAND SUSPENDED SUBSTRATE STRIPLINE FILTER USING DUAL-MODE RESONATOR // MICROWAVE AND OPTICAL TECHNOLOGY LETTERS / Vol. 53, No. 7, July 2011 . СЕРЖАНТОВ А. М. РЕЗОНАНСНЫЕ ПОЛОСКОВЫЕ СТРУКТУРЫ И ЧАСТОТНОСЕЛЕКТИВНЫЕ УСТРОЙСТВА НА ИХ ОСНОВЕ С УЛУЧШЕННЫМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ, 2015 (с. 109). Wolfgang Menzel, and Atallah Balalem, " Suspended Stripline Bandpass Filters with Inductive and Mixed Coupling," German Microwave Conference GEMIC2006 Karlsruhe, Germany, March 2006, Session 2a-1. *
Беляев Б.А. Высокоселективный полосно-пропускающий фильтр на резонаторах с двухсторонним рисунком полосковых проводников на подвешенной подложке // Письма в журнал технической физики " Год 2019, выпуск 10, 19.04.2019. Low-loss ultra-wideband (UWB) filters using suspended stripline January 2006 //Conference: Microwave Conference Proceedings, 2005. APMC 2005. Asia-Pacific Conference ProceedingsVolume: 4. W. Menzel. *
СЕРЖАНТОВ А. М. РЕЗОНАНСНЫЕ ПОЛОСКОВЫЕ СТРУКТУРЫ И ЧАСТОТНОСЕЛЕКТИВНЫЕ УСТРОЙСТВА НА ИХ ОСНОВЕ С УЛУЧШЕННЫМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ, 2015 (с. 109). Wolfgang Menzel, and Atallah Balalem, " Suspended Stripline Bandpass Filters with Inductive and Mixed Coupling," German Microwave Conference GEMIC2006 Karlsruhe, Germany, March 2006, Session 2a-1 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2743248C1 (ru) * 2020-06-19 2021-02-16 Акционерное общество "Микроволновые системы" Микрополосковый тандемный направленный ответвитель

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109755702A (zh) 一种四频差分带通滤波器
Zakharov et al. Features of the coupling coefficients of planar stepped-impedance resonators at higher resonance frequencies and application of such resonators for suppression of spurious passbands
RU2715358C1 (ru) Высокоселективный полосковый фильтр верхних частот
Bharathi et al. Design and analysis of interdigital microstrip bandpass filter for centre frequency 2.4 GHz
RU2400874C1 (ru) Полосковый фильтр
KR20090032187A (ko) 서스펜디드 기판 구조의 광대역 여파기
Zakharov Stripline combline filters on substrates designed on high-permittivity ceramic materials
RU2626224C1 (ru) Широкополосный полосковый фильтр
RU2488200C1 (ru) Микрополосковый диплексер
RU2675206C1 (ru) Микрополосковый широкополосный полосно-пропускающий фильтр
US10673111B2 (en) Filtering unit and filter
RU2607303C1 (ru) Микрополосковый полосно-пропускающий фильтр
RU2590313C1 (ru) Полосковый фильтр гармоник
RU2321108C2 (ru) Свч-диплексер
RU2708342C1 (ru) Высокоселективный полосковый фильтр нижних частот
RU2659321C1 (ru) Миниатюрный полосковый фильтр
Leksikov et al. A method of stopband widening in BPF based on two-conductor suspended-substrate resonators
RU2730395C1 (ru) Микрополосковый сверхширокополосный фильтр
RU2710386C2 (ru) Миниатюрный полосковый полосно-пропускающий фильтр
RU2401490C1 (ru) Микрополосковый широкополосный полосно-пропускающий фильтр
RU2562369C1 (ru) Микрополосковый двухполосный полосно-пропускающий фильтр
RU182125U1 (ru) Микрополосковый полосно-пропускающий фильтр
RU2748864C1 (ru) Микрополосковый полосно-пропускающий фильтр
RU2743007C1 (ru) Микрополосковый полосно-пропускающий фильтр и устройство, включающее микрополосковый полосно-пропускающий фильтр
JPH10276006A (ja) 超高周波用低域通過フィルタ