RU2766057C1 - Device for increasing amplitude frequency response of microwave filter unit - Google Patents
Device for increasing amplitude frequency response of microwave filter unit Download PDFInfo
- Publication number
- RU2766057C1 RU2766057C1 RU2021105224A RU2021105224A RU2766057C1 RU 2766057 C1 RU2766057 C1 RU 2766057C1 RU 2021105224 A RU2021105224 A RU 2021105224A RU 2021105224 A RU2021105224 A RU 2021105224A RU 2766057 C1 RU2766057 C1 RU 2766057C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- links
- filter
- notch
- filters
- delay line
- Prior art date
Links
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
Abstract
Description
Изобретение относиться к радиотехнике и технике сверхвысоких частот (далее по тексту - СВЧ), а именно к многоканальным СВЧ-фильтрам, состоящим из полосопропускающихи режекторных фильтров, и соединенных коаксиальными кабелями, которые выполняют роль фазовых задержек. Изобретение предназначено для селекции сигналов в устройствах связи, радиолокации, радионавигации и измерительной техники.The invention relates to radio engineering and microwave technology (hereinafter referred to as microwave), namely to multichannel microwave filters, consisting of bandpass and rejection filters, and connected by coaxial cables, which act as phase delays. The invention is intended for selection of signals in communication devices, radar, radio navigation and measuring equipment.
Актуальной задачей является увеличение крутизны фронтов различных СВЧ-фильтров, особенно в тех случаях, когда разница граничной частоты полосы пропускания и граничной частоты полосы запирания составляет менее 0,5% частоты.An urgent task is to increase the steepness of the fronts of various microwave filters, especially in cases where the difference between the cutoff frequency of the passband and the cutoff frequency of the stopband is less than 0.5% of the frequency.
Известны полосопропускающие фильтры (далее по тексту - ППФ) с дополнительными экранами по патенту RU 2688826 C1 [«МИКРОПОЛОСКОВЫЙ ПОЛОСНО-ПРОПУСКАЮЩИЙ ФИЛЬТР», ФГАОУВО «Сибирский федеральный университет», 18.06.2018]. Наличие экранов позволяет внести дополнительные потери в паразитных полосах пропускания и в полосе запирания ППФ.Known bandpass filters (hereinafter - BPF) with additional screens according to patent RU 2688826 C1 ["MICROSTRIP BANDPASS FILTER", FGAOUVO "Siberian Federal University", 06/18/2018]. The presence of screens makes it possible to introduce additional losses in parasitic passbands and in the BPF blocking band.
К недостаткам можно отнести невозможность влияния экранов на крутизну скатов самого ППФ. Не представлено описание взаимного влияния данного типа фильтров на другие фильтры при подключении их в едином устройстве.The disadvantages include the impossibility of the influence of screens on the steepness of the slopes of the PPF itself. There is no description of the mutual influence of this type of filters on other filters when they are connected in a single device.
Известен ППФ с увеличенной крутизной за счет наличия связей по патенту US6236292B1 [«BANDPASS FILTER», Delaware Capital Formation Inc., Jun. 30, 1999]. Предложенный вариант построения фильтра обладает преимуществами перед классическими фильтрами, за счет получения нулей АЧХ фильтра за счет использования дополнительных емкостных или индуктивных связей.Known BPF with increased steepness due to the presence of connections according to the patent US6236292B1 ["BANDPASS FILTER", Delaware Capital Formation Inc., Jun. 30, 1999]. The proposed filter construction option has advantages over classical filters, due to obtaining filter frequency response zeros through the use of additional capacitive or inductive couplings.
К недостаткам можно отнести невозможность влияния нулей на крутизну скатов ППФ на частотах близких к полосе пропускания. Не представлено описание взаимного влияния данного типа фильтров на другие фильтры при подключении их в едином устройстве.The disadvantages include the impossibility of the influence of zeros on the steepness of the slopes of the BPF at frequencies close to the passband. There is no description of the mutual influence of this type of filters on other filters when they are connected in a single device.
Известны фильтры со связями между элементами ППФ по патенту EP2741364A2 [«RADIO FREQUENCY FILTER EMPLOYING NOTCH STRUCTURE», KMW Inc., 05.08.2011]. Предложенный вариант построения фильтра обладает преимуществами перед классическими фильтрами, за счет получения нулей АЧХ фильтра за счет использования дополнительных емкостных и индуктивных связей. Использование сразу нескольких связей позволяет сформировать большее число нулей АЧХ.Filters with links between PPF elements are known according to patent EP2741364A2 [“RADIO FREQUENCY FILTER EMPLOYING NOTCH STRUCTURE”, KMW Inc., 08/05/2011]. The proposed filter design option has advantages over classical filters, due to obtaining filter frequency response zeros through the use of additional capacitive and inductive couplings. The use of several connections at once allows you to form a larger number of zeros of the frequency response.
Принято за прототип.Taken as a prototype.
К недостаткам прототипа относятся:The disadvantages of the prototype include:
- невозможность влияния нулей на крутизну скатов ППФ на частотах близких к полосе пропускания;- the impossibility of the influence of zeros on the steepness of the slopes of the BPF at frequencies close to the passband;
- не представлено описание взаимного влияния данного типа фильтров на другие фильтры при подключении их в едином устройстве.- there is no description of the mutual influence of this type of filters on other filters when they are connected in a single device.
Изобретение не обладает данными недостатками.The invention does not have these disadvantages.
Подробное описание изобретения:Detailed description of the invention:
Целью изобретения являлось получение метода совместной настройки нескольких СВЧ-фильтров с учетом линий задержки, чтобы обеспечить увеличение крутизны характеристики АЧХ ППФ, которая не очевидна из характеристик входящих в СВЧ-фильтр блоков и создание СВЧ-блока фильтров, обеспечивающего крутизну характеристики менее 0,2% разницы граничной частоты полосы пропускания и граничной частоты полосы запирания.The aim of the invention was to obtain a method for joint tuning of several microwave filters, taking into account delay lines, in order to increase the slope of the frequency response of the BPF, which is not obvious from the characteristics of the units included in the microwave filter and to create a microwave filter unit that provides a slope of less than 0.2% the difference between the cutoff frequency of the passband and the cutoff frequency of the stopband.
Принцип работы фильтров входящих в состав СВЧ-блока фильтров не отличается от общеизвестных. Основным отличием СВЧ-блока фильтров (устройства) с линиями задержки, которые выполнены в виде пятидесятиомных коаксиальных линий, между отдельными фильтрами является достигаемое увеличение крутизны характеристики за счёт взаимного фазирования двух и более скатов различных звеньев фильтров (в том числе с учетом петель связи между звеньями ППФ, при этом количество связей между звеньями может быть от одной до N-2, где N – число звеньев ППФ), входящих в состав данного устройства. В ППФ связи между звеньями могут быть как ёмкостными, так и индуктивными. ППФ и режекторные фильтры, входящие в устройство, могут быть выполнены как на микрополосковой технологии, так и на объёмных резонаторах, и иметь как как воздушное, так и диэлектрическое заполнение.The principle of operation of the filters included in the microwave filter unit does not differ from the well-known ones. The main difference between the microwave filter unit (device) with delay lines, which are made in the form of fifty-ohm coaxial lines, between individual filters is the increase in the steepness of the characteristic due to the mutual phasing of two or more slopes of different filter sections (including taking into account the communication loops between the links BPF, while the number of links between links can be from one to N-2, where N is the number of BPF links), which are part of this device. In PPF, connections between links can be both capacitive and inductive. BPF and notch filters included in the device can be made both on microstrip technology and on cavity resonators, and have both air and dielectric filling.
Изобретательский уровень достигается за счёт формирования характеристики АЧХ ППФ с использованием режекторных фильтров, при этом каждый из используемых режекторных фильтров может иметь различные АЧХ по глубине и полосе режекции, через регулируемые (подборные) линии задержки, при этом подбор или регулировка могут осуществляться как механически, так и электрически. Совместно такое устройство обеспечивает увеличение крутизны ската характеристики АЧХ большее, чем обеспечивается суммой отдельных характеристик фильтров составляющих СВЧ-блок фильтров, при этом увеличение крутизны может достигаться как со стороны верхних частот, так и со стороны нижних.The inventive level is achieved by forming the frequency response of the BPF using notch filters, while each of the notch filters used can have different frequency responses in depth and rejection band, through adjustable (selectable) delay lines, while the selection or adjustment can be carried out both mechanically and and electrically. Together, such a device provides an increase in the steepness of the slope of the frequency response characteristic greater than is provided by the sum of the individual characteristics of the filters that make up the microwave filter unit, while an increase in the slope can be achieved both from the upper frequencies and from the lower ones.
Новизна обеспечивается за счёт малого количества звеньев ППФ, обеспечивающих те же характеристики, что и известные аналоги, в том числе и с учётом применения дополнительных режекторных фильтров.The novelty is ensured due to the small number of PPF units that provide the same characteristics as well-known analogues, including taking into account the use of additional rejection filters.
Получение эффекта увеличения крутизны возможно как при использовании одного дополнительного режекторного фильтра, так и при использовании нескольких режекторных фильтров, связанных так же линией задержки. Obtaining the effect of increasing the steepness is possible both when using one additional notch filter, and when using several notch filters connected by the same delay line.
Сущность изобретения поясняется рисунками:The essence of the invention is illustrated by drawings:
На Фиг.1 показана блок-схема СВЧ-блока-фильтров.1 shows a block diagram of a microwave filter bank.
На Фиг.2 показана эквивалентная электрическая схема СВЧ-блока фильтров и входящих в него: ППФ 8го порядка, двух режекторных фильтров 3го порядка и двух линий задержки. Figure 2 shows the equivalent electrical circuit of the microwave filter unit and its constituents: BPF of the 8th order, two notch filters of the 3rd order and two delay lines.
На Фиг.3 показано сравнение АЧХ традиционной конструкции блока фильтров и СВЧ-блока фильтров. Обе сравниваемых конструкции состоят из: ППФ 8го порядка, двух режекторных фильтров 3го порядка и двух линий задержки.Figure 3 shows a comparison of the frequency response of the traditional design of the filter unit and the microwave filter unit. Both compared designs consist of: 8th order BPF, two 3rd order notch filters and two delay lines.
Достоинства вышеописанной конструкции:Advantages of the above design:
СВЧ-блок фильтров с линиями задержки между отдельными фильтрами позволяет получить крутизну ската характеристики АЧХ большую, чем сумма отдельных характеристик фильтров составляющих устройство.The microwave filter unit with delay lines between the individual filters makes it possible to obtain a steepness of the slope of the frequency response characteristic greater than the sum of the individual characteristics of the filters that make up the device.
Раскрытие и осуществление изобретения:Disclosure and implementation of the invention:
Первым существенным признаком, достаточным для достижения, указанного выше, технического результата, является применение линий задержки между СВЧ-фильтрами в СВЧ-блоке фильтров.The first essential feature sufficient to achieve the above technical result is the use of delay lines between microwave filters in the microwave filter unit.
Вторым существенным признаком является применение последовательность соединения ППФ и режекторных фильтров. При изменении последовательности соединения, а также и при изменении настройки каждого из фильтров, линии задержки необходимо подбирать заново, а также производить перенастройку фильтров.The second essential feature is the use of a sequence of connecting BPF and notch filters. When changing the connection sequence, as well as when changing the settings of each of the filters, the delay lines must be reselected, as well as reconfiguring the filters.
Третьим существенным признаком является применение петель связи в ППФ, что обеспечивает дополнительные элементы регулировки и усиливает влияние линий задержки и увеличивает крутизну скатов ППФ.The third significant feature is the use of communication loops in the BPF, which provides additional adjustment elements and enhances the influence of the delay lines and increases the steepness of the BPF slopes.
Работа СВЧ-блока фильтров:The operation of the microwave filter unit:
СВЧ-блок фильтров 4 состоит из плосопропускающего фильтра (ППФ) 1, двух линий задержки 2-1 и 2-2, двух резекторных фильтров 3-1 и 3-2, входной разъём 5 расположен на ППФ 1, а выходной разъём 6 на крайнем режекторном фильтре 3-2. Линии задержки 2-1 и 2-2 осуществляют временную задержку сигнала и его фазовый сдвиг. Длина линий задержек подбирается или регулируется при настройке СВЧ-блока фильтров 4 таким образом, чтобы совместить нули режекторных фильтров 3-1 и 3-2 и нули петель связи 8, 9, 10 ППФ 1.The
ППФ 1 состоит из восьми звеньев 7-1, 7-2, 7-3, 7-4, 7-5, 7-6, 7-7, 7-8, семи связей между звеньями 11-1, 11-2, 11-3, 11-4, 11-5, 11-6, 11-7 и трех связей 8, 9, 10 между зеркальными звеньями 7-1 и 7-8, 7-2 и 7-7, 7-3 и 7-6. Связь 9 включается в противофазе к связям 8 и 10.PPF 1 consists of eight links 7-1, 7-2, 7-3, 7-4, 7-5, 7-6, 7-7, 7-8, seven links between links 11-1, 11-2, 11-3, 11-4, 11-5, 11-6, 11-7 and three
Режекторный фильтр 3-1 состоит из четырех звеньев режекции 12-1, 12-2, 12-3, 12-4, подключенных к единой линии связи, представляющей собой полосковую линию от входа до выхода режекторного фильтра 3-1. Аналогичным образом устроен и режектор 3-2 со звеньями 12-5, 12-6, 12-7 и 12-8.Notch filter 3-1 consists of four notch sections 12-1, 12-2, 12-3, 12-4, connected to a single communication line, which is a strip line from the input to the output of the notch filter 3-1. The cutter 3-2 with links 12-5, 12-6, 12-7 and 12-8 is arranged in a similar way.
Линии задержки 2-1 и 2-2 подбираются исходя их АЧХ и характеристик соединяемых ППФ 1 и режекторных фильтров 3-1 и 3-2. Критерием оценки правильности выбора длины линий задержки 2-1 и 2-2 (с учетом сдвига фазы в линии) является получаемая при соединении характеристика. ППФ 1 и режекторные фильтры 3-1 и 3-2 по отдельности настраиваются на частоты близкие к требуемым (нули ППФ 1 и режекторных фильтров 3-1 и 3-2 располагать максимально близко к полосе пропускания). Затем ППФ 1 и режекторные фильтры 3-1 и 3-2 соединяют линиями задержки 2-1 и 2-2. Линии задержки 2-1 и 2-2 являются подборными или регулируемыми. При подборе длины линий задержки 2-1 и 2-2 обращают внимание на итоговую АЧХ. При оптимально подобранных линиях задержки должен образовываться глубокий и широкий суммарный ноль в полосе запирания, которого не было при других вариантах линий задержки. При подборе линий задержки ППФ 1 и режекторные фильтры 3-1 и 3-2 не регулируют.Delay lines 2-1 and 2-2 are selected based on the frequency response and characteristics of the connected
После подбора оптимальных длин линий задержки 2-1 и 2-2 необходимо произвести перестройку режекторных фильтров 3-1 и 3-2 и связей 8, 9, 10 в ППФ 1, поскольку с оптимальными линиями задержки 2-1 и 2-2 появляется возможность дополнительно передвинуть нули связей 8, 9, 10 и режекторных фильтров 3-1 и 3-2 к полосе пропускания, но без эффекта уменьшения глубины нулей, который наблюдается при других длинах линий задержки 2-1 и 2-2.After selecting the optimal lengths of the delay lines 2-1 and 2-2, it is necessary to rebuild the notch filters 3-1 and 3-2 and
Claims (12)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021105224A RU2766057C1 (en) | 2021-03-01 | 2021-03-01 | Device for increasing amplitude frequency response of microwave filter unit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021105224A RU2766057C1 (en) | 2021-03-01 | 2021-03-01 | Device for increasing amplitude frequency response of microwave filter unit |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2766057C1 true RU2766057C1 (en) | 2022-02-07 |
Family
ID=80214873
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2021105224A RU2766057C1 (en) | 2021-03-01 | 2021-03-01 | Device for increasing amplitude frequency response of microwave filter unit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2766057C1 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3020497A (en) * | 1958-08-06 | 1962-02-06 | Itt | Adjustable delay line |
US20070061536A1 (en) * | 2004-03-31 | 2007-03-15 | Micron Technology, Inc. | Reconstruction of signal timing in integrated circuits |
US20080139142A1 (en) * | 2006-12-08 | 2008-06-12 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Filter circuit and radio communication apparatus |
JP2009077330A (en) * | 2007-09-25 | 2009-04-09 | Toshiba Corp | Filter circuit, and radio communication apparatus |
CN108134583A (en) * | 2017-12-28 | 2018-06-08 | 电子科技大学 | A kind of error negative feedback arized power amplifying device and method |
-
2021
- 2021-03-01 RU RU2021105224A patent/RU2766057C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3020497A (en) * | 1958-08-06 | 1962-02-06 | Itt | Adjustable delay line |
US20070061536A1 (en) * | 2004-03-31 | 2007-03-15 | Micron Technology, Inc. | Reconstruction of signal timing in integrated circuits |
US20080139142A1 (en) * | 2006-12-08 | 2008-06-12 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Filter circuit and radio communication apparatus |
JP2009077330A (en) * | 2007-09-25 | 2009-04-09 | Toshiba Corp | Filter circuit, and radio communication apparatus |
CN108134583A (en) * | 2017-12-28 | 2018-06-08 | 电子科技大学 | A kind of error negative feedback arized power amplifying device and method |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE60300311T2 (en) | Symmetrical high frequency device with a surface acoustic wave filter. | |
US10187038B2 (en) | Resonant circuit and high-frequency filter | |
CN106031037A (en) | Variable filter circuit and wireless communication device | |
JP2006332980A (en) | Triplexer circuit | |
KR101922574B1 (en) | Multiplexer | |
RU2766057C1 (en) | Device for increasing amplitude frequency response of microwave filter unit | |
US7109827B2 (en) | Filter arrangement for balanced and unbalanced line systems | |
US10236860B1 (en) | High selective (brick wall) filters based on Fano resonances | |
CN104506158B (en) | A kind of analog bandpass filter | |
KR101763241B1 (en) | Dms filter having improved signal suppression in the stop band | |
CN209183697U (en) | Combiner | |
CN103262411A (en) | Filter component | |
Sullca et al. | Dual-band filters in rectangular waveguide based on resonant apertures | |
CN211830724U (en) | Band-pass filter circuit and multiplexer | |
Triano et al. | Novel synthesis technique of mixed-topology extracted-pole resonators with parallel-connected structures for ladder-type acoustic filters | |
US10659007B2 (en) | Tunable filter, radio frequency front-end circuit, and communication apparatus | |
RU2321108C2 (en) | Microwave diplexer | |
Acosta et al. | Synthesis guidelines for acoustic wave standalone ladder filters with dual-band responses | |
RU2584342C1 (en) | Broadband bandpass filter | |
Arinin et al. | Highly Selective Microstrip Filters Based on Multi-Step Comb Structures with Additional Cross-Coupling | |
RU2206153C2 (en) | Multiplex frequency-division device | |
RU2562369C1 (en) | Microstrip dual-band bandpass filter | |
JPH0112401Y2 (en) | ||
CN101803108A (en) | A tuneable bandpass filter | |
TW201742374A (en) | Dual-band band-pass filters and method of use |