RU2780960C1 - Multilayer broadband microwave filter - Google Patents

Multilayer broadband microwave filter Download PDF

Info

Publication number
RU2780960C1
RU2780960C1 RU2021135272A RU2021135272A RU2780960C1 RU 2780960 C1 RU2780960 C1 RU 2780960C1 RU 2021135272 A RU2021135272 A RU 2021135272A RU 2021135272 A RU2021135272 A RU 2021135272A RU 2780960 C1 RU2780960 C1 RU 2780960C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
frequency
dielectric
selective
resonator
metal screen
Prior art date
Application number
RU2021135272A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Дмитрий Геннадьевич Фомин
Николай Валерьевич Дударев
Original Assignee
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет)" ФГАОУ ВО "ЮУрГУ (НИУ)"
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет)" ФГАОУ ВО "ЮУрГУ (НИУ)" filed Critical Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет)" ФГАОУ ВО "ЮУрГУ (НИУ)"
Application granted granted Critical
Publication of RU2780960C1 publication Critical patent/RU2780960C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: filtering technology.
SUBSTANCE: invention relates to filters. A multilayer broadband microwave filter contains the first and second dielectric bases with microstrip lines located on them, according to the invention, the first and second straight microstrip lines are located on the first and second dielectric bases, and the first microstrip line is connected to the input of the microwave signal, and the second to the output of the microwave signal, a metal screen with a slit resonator rectangular in shape is located between the dielectric bases, the metal screen is located in close proximity to the first dielectric base, microstrip lines intersect at right angle with the projection of the slit resonator and end with a break at a distance of a quarter of a wavelength at the central frequency from the place of their intersection; frequency-selective links are located between the metal screen and the second dielectric base, the number of which can vary from 1 to N, where 1≤N≤3, each frequency-selective link consists of two dielectric bases, between which a rectangular strip resonator with a break at both ends is located parallel to the microstrip lines, close to the second dielectric at the base of the frequency-selective link there is a metal screen in which a rectangular slit resonator is cut, located parallel to the slit resonator, located in close proximity to the first dielectric base, while each frequency-selective link has specified amplitude-frequency characteristics and is implemented in a separate layer.
EFFECT: increase in manufacturability and a reduction in overall dimensions.
1 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к частотно-избирательным устройствам и может применяться в составе радиоприемных и радиопередающих устройств систем радионавигации и радиолокации. Устройство предназначено для работы в качестве полосно-пропускающего СВЧ фильтра, в том числе для частотно-избирательной передачи СВЧ сигнала со своего входа на выход в заданном частотном диапазоне (в полосе пропускания) и для подавления СВЧ сигнала вне заданного частотного диапазона (вне полосы пропускания). The invention relates to frequency-selective devices and can be used as part of radio receivers and radio transmitters of radio navigation and radar systems. The device is designed to operate as a microwave bandpass filter, including for frequency-selective transmission of a microwave signal from its input to the output in a given frequency range (within the passband) and for suppressing a microwave signal outside a given frequency range (out of the passband) .

Из существующего уровня техники известен интегральный полосовой LC-фильтр, описанный в патенте на полезную модель (RU 135467 U1, 10.12.2013), выполненный в n диэлектрических слоях, состоящий из печатных проводников, образующих k П-образных секций конденсаторов, выполненных в виде многослойных структур, и (k+1) печатных катушек индуктивности, из двух экранов: одного на верхнем и одного на нижнем слоях и двух контактных площадок на верхнем или нижнем слоях.From the existing prior art, an integrated band pass LC filter is known, described in a utility model patent (RU 135467 U1, December 10, 2013), made in n dielectric layers, consisting of printed conductors forming k U-shaped sections of capacitors made in the form of multilayer structures, and (k+1) printed inductors, from two screens: one on the top and one on the bottom layers and two pads on the top or bottom layers.

Недостатками данного технического решения являются:The disadvantages of this technical solution are:

- сложность конструкции; - the complexity of the design;

- сложность топологии каждого из слоев, - the complexity of the topology of each of the layers,

- необходимость выполнения переходных отверстий между входными LC элементами фильтра, что уменьшает технологичность конструкции.- the need to make vias between the input LC elements of the filter, which reduces the manufacturability of the design.

Известен фильтр СВЧ, описанный в патенте на изобретение (RU 2359371 C1, 20.06.2009), принятый за прототип. Фильтр СВЧ выполнен в виде многослойного модуля параллельно и соосно расположенных друг на друге керамических подложек, на одной из поверхностей которых выполнены отрезки полосковых линий, разомкнутые на концах и связанные электромагнитным полем, при этом один конец первого отрезка полосковой линии является входом, а второй конец последнего - выходом фильтра СВЧ. Known microwave filter described in the patent for the invention (RU 2359371 C1, 20.06.2009), taken as a prototype. The microwave filter is made in the form of a multilayer module parallel and coaxially arranged on top of each other ceramic substrates, on one of the surfaces of which segments of strip lines are made, open at the ends and connected by an electromagnetic field, while one end of the first segment of the strip line is the input, and the second end of the last - Microwave filter output.

Недостатками прототипа являются:The disadvantages of the prototype are:

- узкая относительная ширина полосы пропускания, составляющая 10%-15%; - narrow relative bandwidth of 10%-15%;

- необходимость смещения полосковых линий друг относительно друга, что означает увеличение габаритных размеров фильтра.- the need to shift the strip lines relative to each other, which means an increase in the overall dimensions of the filter.

Техническая задача изобретения заключается в увеличении технологичности устройства, в уменьшении его габаритных размеров, в обеспечении широкополосной частотно-избирательной передачи СВЧ сигнала со своего входа на выход, а также в увеличении подавления СВЧ сигнала вне заданной полосы пропускания за счет добавления N частотно-избирательных звеньев, где число N частотно-избирательных звеньев может меняться от 1 до 3. При этом добавление каждого нового частотно-избирательного звена увеличивает подавление СВЧ сигнала вне полосы пропускания не менее чем на 5 дБ.The technical task of the invention is to increase the manufacturability of the device, to reduce its overall dimensions, to provide broadband frequency-selective transmission of a microwave signal from its input to the output, as well as to increase the suppression of a microwave signal outside a given bandwidth by adding N frequency-selective links, where the number N of frequency-selective links can vary from 1 to 3. In this case, the addition of each new frequency-selective link increases the suppression of the microwave signal outside the passband by at least 5 dB.

Техническая задача достигается тем, что многослойный широкополосный СВЧ фильтр, содержит первое и второе диэлектрические основания с расположенными на них микрополосковыми линиями, согласно изобретению, на первом и втором диэлектрических основаниях расположены первая и вторая прямые микрополосковые линии, причем первая микрополосковая линия подключена к входу СВЧ сигнала, а вторая к выходу СВЧ сигнала, между диэлектрическими основаниями расположен металлический экран с щелевым резонатором прямоугольной формы, металлический экран расположен в непосредственной близости к первому диэлектрическому основанию, микрополосковые линии пересекаются под прямым углом с проекцией щелевого резонатора и заканчиваются обрывом на расстоянии четверти длины волны на центральной частоте от места их пересечения; между металлическим экраном и вторым диэлектрическим основанием расположены частотно-избирательные звенья, количество которых N, где 1≤N≤3, каждое частотно-избирательное звено состоит из двух диэлектрических оснований, между которыми параллельно микрополосковым линиям расположен полосковый резонатор прямоугольной формы с обрывом на обоих концах, вплотную к второму диэлектрическому основанию частотно-избирательного звена расположен металлический экран, в котором прорезан щелевой резонатор прямоугольной формы, расположенный параллельно щелевому резонатору, расположенному в непосредственной близости к первому диэлектрическому основанию, при этом каждое частотно-избирательное звено имеет заданные амплитудно-частотные характеристики и реализовано в отдельном слое.The technical problem is achieved by multilayer broadband microwave filter, contains the first and second dielectric bases with microstrip lines located on them, according to the invention, the first and second direct microstrip lines are located on the first and second dielectric bases, the first microstrip line is connected to the input of the microwave signal, and the second to the output of the microwave signal, between the dielectric bases there is a metal screen with a rectangular slotted resonator, the metal screen is located in close proximity to the first dielectric base, the microstrip lines intersect at right angles with the projection of the slotted resonator and end with a break at a distance of a quarter of a wavelength at the center frequency from their intersection ; between the metal screen and the second dielectric base there are frequency-selective links, the number of which is N, where 1≤N≤3, each frequency-selective link consists of two dielectric bases, between which a rectangular strip resonator with a break at both ends is located parallel to the microstrip lines , close to the second dielectric base of the frequency-selective link, there is a metal screen in which a rectangular slot resonator is cut, located parallel to the slot resonator located in close proximity to the first dielectric base, while each frequency-selective link has the specified amplitude-frequency characteristics and implemented in a separate layer.

Сущность устройства состоит в том, что оно содержит две прямые микрополосковые линии, заканчивающиеся обрывом и размещенные на первом и втором диэлектрических основаниях. При этом первая микрополосковая линия подключена к входу СВЧ сигнала, а вторая к выходу СВЧ сигнала. Между диэлектрическими основаниями расположен металлический экран с щелевым резонатором прямоугольной формы. При этом металлический экран расположен вплотную к первому диэлектрическому основанию. Проекция щелевого резонатора расположена перпендикулярно к микрополосковым линиям. Микрополосковые линии пересекаются с проекцией щелевого резонатора и заканчиваются обрывом на расстоянии четверти длины волны на центральной частоте от места пересечения. Между металлическим экраном и вторым диэлектрическим основанием расположены частотно-избирательные звенья, количество которых может изменяться от 1 до N, где 1≤N≤3. При этом каждое частотно-избирательное звено имеет заданные амплитудно-частотные характеристики и реализовано в отдельном слое. Каждое частотно-избирательное звено состоит из одного щелевого резонатора, имеющего прямоугольную форму, и одного полоскового резонатора, имеющего прямоугольную форму. Связь между щелевым и полосковым резонаторами осуществляется за счет бесконтактной передачи электромагнитной энергии. Амплитудно-частотные характеристики частотно-избирательных звеньев определяются геометрическими размерами щелевого и полоскового резонаторов, такими как длина и ширина.The essence of the device is that it contains two straight microstrip lines ending with a break and placed on the first and second dielectric bases. In this case, the first microstrip line is connected to the input of the microwave signal, and the second to the output of the microwave signal. Between the dielectric bases there is a metal screen with a slotted rectangular resonator. In this case, the metal screen is located close to the first dielectric base. The projection of the slot resonator is located perpendicular to the microstrip lines. Microstrip lines intersect with the projection of the slotted resonator and end with a break at a distance of a quarter wavelength at the center frequency from the intersection. Between the metal screen and the second dielectric base there are frequency-selective links, the number of which can vary from 1 to N, where 1≤N≤3. In this case, each frequency-selective link has the specified amplitude-frequency characteristics and is implemented in a separate layer. Each frequency selective link consists of one slotted resonator having a rectangular shape and one stripline resonator having a rectangular shape. The connection between the slot and strip resonators is carried out due to the non-contact transmission of electromagnetic energy. The amplitude-frequency characteristics of frequency-selective links are determined by the geometric dimensions of the slot and strip resonators, such as length and width.

Предложенное изобретение поясняется чертежами (фиг. 1-5), где на фиг. 1 изображена конструкция многослойного широкополосного СВЧ фильтра в разобранном состоянии. На фиг. 2 изображена конструкция многослойного широкополосного СВЧ фильтра в собранном состоянии. На фиг. 3 изображена конструкция одного частотно-избирательного звена в разобранном состоянии. На фиг. 4 изображена электрическая схема многослойного широкополосного СВЧ фильтра в виде каскадного соединения частотно-избирательных звеньев, а также входной и выходной цепей. На фиг. 5 изображена электрическая схема одного частотно-избирательного звена.The proposed invention is illustrated by drawings (Fig. 1-5), where in Fig. 1 shows the construction of a multilayer broadband microwave filter in a disassembled state. In FIG. 2 shows the construction of a multilayer broadband microwave filter in the assembled state. In FIG. 3 shows the design of one frequency-selective link in a disassembled state. In FIG. 4 shows the electrical circuit of a multilayer broadband microwave filter in the form of a cascade connection of frequency-selective links, as well as input and output circuits. In FIG. 5 shows the electrical circuit of one frequency-selective link.

Электрическая схема многослойного широкополосного СВЧ фильтра (фиг.4) может быть представлена как каскадное соединение частотно-избирательных звеньев, а также входной и выходной цепей, при этом каждое частотно-избирательное звено представляет собой каскадное включение последовательного и параллельного LC контуров, которые способствуют формированию заданных амплитудно-частотных характеристик, а также обеспечивают подавление СВЧ сигнала вне полосы пропускания. В зависимости от требований к подавлению СВЧ сигнала вне полосы пропускания количество частотно-избирательных звеньев в конструкции многослойного широкополосного СВЧ фильтра может меняться. При этом с увеличением числа частотно-избирательных звеньев увеличивается подавление СВЧ сигнала вне полосы пропускания.The electrical circuit of a multilayer broadband microwave filter (figure 4) can be represented as a cascade connection of frequency-selective links, as well as input and output circuits, with each frequency-selective link being a cascade connection of serial and parallel LC circuits, which contribute to the formation of the specified amplitude-frequency characteristics, and also provide suppression of the microwave signal outside the passband. Depending on the requirements for the suppression of the microwave signal outside the passband, the number of frequency-selective links in the design of a multilayer broadband microwave filter may vary. In this case, with an increase in the number of frequency-selective links, the suppression of the microwave signal outside the passband increases.

Увеличение технологичности многослойного широкополосного СВЧ фильтра достигается тем, что связь между частотно-избирательными звеньями, а также между полосковым и щелевым резонаторами внутри частотно-избирательных звеньев осуществляется за счет электромагнитного поля, без использования переходных отверстий.An increase in the manufacturability of a multilayer broadband microwave filter is achieved by the fact that the connection between the frequency selective links, as well as between the stripline and slot resonators inside the frequency selective links, is carried out due to the electromagnetic field, without the use of vias.

Уменьшение габаритов многослойного широкополосного СВЧ фильтра достигается тем, что частотно-избирательные звенья расположены друг над другом без взаимного смещения.Reducing the dimensions of a multilayer broadband microwave filter is achieved by the fact that the frequency-selective links are located one above the other without mutual bias.

Обеспечение широкополосной частотно-избирательной передачи СВЧ сигнала многослойным широкополосным СВЧ фильтром достигается тем, что его эквивалентная схема представляет собой каскадное включение последовательных и параллельных LC контуров.Ensuring broadband frequency-selective transmission of a microwave signal by a multilayer broadband microwave filter is achieved by the fact that its equivalent circuit is a cascade connection of serial and parallel LC circuits.

Многослойный широкополосный СВЧ фильтр обеспечивает подавление СВЧ сигнала вне заданной полосы пропускания за счет наличия частотно-избирательных звеньев в количестве от 1 до N, где 1≤N≤3. При этом с добавлением каждого нового частотно-избирательного звена не менее чем на 5 дБ увеличивается подавление СВЧ сигнала вне полосы пропускания. При наличии частотно-избирательных звеньев в количестве N>3 происходит увеличение коэффициента отражения по входу и выходу фильтра, что может привести к негативным последствиям таким как: уменьшение устойчивости к электромагнитному пробою; нагревание фидера, соединяющего передающее устройство и фильтр; уменьшение устойчивости к тепловому пробою; ухудшение передаточных амплитудно-частотных характеристик фильтра.Multilayer broadband microwave filter provides suppression of the microwave signal outside the specified bandwidth due to the presence of frequency-selective links in the amount from 1 to N, where 1≤N≤3. At the same time, with the addition of each new frequency-selective link, the suppression of the microwave signal outside the passband increases by at least 5 dB. In the presence of frequency-selective links in the amount of N>3, an increase in the reflection coefficient at the input and output of the filter occurs, which can lead to negative consequences such as: a decrease in resistance to electromagnetic breakdown; heating the feeder connecting the transmitter and the filter; decrease in resistance to thermal breakdown; deterioration of the transfer amplitude-frequency characteristics of the filter.

Конструкция устройства (фиг. 1, 2) содержит две прямые микрополосковые линии 1, 2, заканчивающиеся обрывом и размещенные на диэлектрических основаниях 3, 4. Первая микрополосковая линия 1 подключена к входу СВЧ сигнала, а вторая 2 к выходу СВЧ сигнала. Между первым 3 и вторым 4 диэлектрическими основаниями расположен металлический экран 5 с щелевым резонатором прямоугольной формы 6. Металлический экран 5 расположен вплотную к диэлектрическому основанию 3. Проекция щелевого резонатора 6 расположена перпендикулярно к первой 1 и второй 2 микрополосковым линиям. Микрополосковые линии 1, 2 пересекаются с проекцией щелевого резонатора 6 и заканчиваются обрывом на расстоянии четверти длины на центральной частоте от места пересечения. Между металлическим экраном 5 и диэлектрическим основанием 4 расположены частотно-избирательные звенья 7, количество которых может изменяться от 1 до N, где 1≤N≤3. The design of the device (Fig. 1, 2) contains two straight microstrip lines 1, 2, ending with a break and placed on dielectric bases 3, 4. The first microstrip line 1 is connected to the microwave signal input, and the second 2 to the microwave output. Between the first 3 and second 4 dielectric bases there is a metal screen 5 with a rectangular slot resonator 6. The metal screen 5 is located close to the dielectric base 3. The projection of the slot resonator 6 is located perpendicular to the first 1 and second 2 microstrip lines. Microstrip lines 1, 2 intersect with the projection of the slot resonator 6 and end with a break at a distance of a quarter of the length at the center frequency from the intersection. Between the metal screen 5 and the dielectric base 4 are frequency-selective links 7, the number of which can vary from 1 to N, where 1≤N≤3.

Конструкция каждого частотно-избирательного звена (фиг. 3) состоит из двух диэлектрических оснований 8, 9, между которыми расположен полосковый резонатор прямоугольной формы 10 с обрывом на обоих концах, расположенный параллельно микрополосковым линиям 1, 2. Металлический экран 11 расположен вплотную к диэлектрическому основанию 9. В металлическом экране 11 прорезан щелевой резонатор прямоугольной формы 12. Щелевой резонатор 12 расположен параллельно щелевому резонатору 6. The design of each frequency-selective link (Fig. 3) consists of two dielectric bases 8, 9, between which there is a rectangular strip resonator 10 with a break at both ends, located parallel to the microstrip lines 1, 2. The metal screen 11 is located close to the dielectric base 9. A slotted resonator of rectangular shape 12 is cut in the metal screen 11. The slotted resonator 12 is located parallel to the slotted resonator 6.

Электрическая схема многослойного СВЧ фильтра (фиг. 4) состоит из: входной цепи, где последовательно включенное сопротивление R1 13 определяет собой диэлектрические потери при передаче СВЧ энергии от микрополосковой линии 1 к щелевому резонатору 6; последовательный контур L1-C1 14 определяет собой реактивное сопротивление микрополосковой линии 1, параллельно включенный контур С2-L2 15 определяет собой реактивное сопротивление щелевого резонатора 6. Последовательно включенные частотно-избирательные звенья 16 в количестве N, где 1≤N≤3, представлены как четырехполюсники; выходная цепь состоит из трех элементов, при этом сопротивление R2 17 определяет собой диэлектрические потери при передаче СВЧ энергии от N-го частотно-избирательного звена 7 к микрополосковой линии 2; последовательный контур С3-L3 18 определяет собой реактивное сопротивление микрополосковой линии 2.The electrical circuit of the multilayer microwave filter (Fig. 4) consists of: the input circuit, where the series-connected resistance R1 13 determines the dielectric loss in the transmission of microwave energy from the microstrip line 1 to the slot resonator 6; the series circuit L1-C1 14 determines the reactance of the microstrip line 1, the parallel circuit C2-L2 15 determines the reactance of the slotted resonator 6. Series-connected frequency-selective links 16 in the amount of N, where 1≤N≤3, are presented as quadripoles ; the output circuit consists of three elements, while the resistance R2 17 determines the dielectric losses during the transmission of microwave energy from the N-th frequency-selective link 7 to the microstrip line 2; the serial circuit C3-L3 18 determines the reactance of the microstrip line 2.

Электрическая схема частотно-избирательного звена (фиг. 5) состоит из пяти элементов: последовательно включенное сопротивление R1 19 определяет собой диэлектрические потери при передаче СВЧ энергии от полоскового резонатора 10 к щелевому резонатору 12; последовательный контур L1-C1 20 определяет собой реактивное сопротивление полоскового резонатора 10; параллельно включенный контур С2-L2 21 определяет собой реактивное сопротивление щелевого резонатора 12.The electrical circuit of the frequency-selective link (Fig. 5) consists of five elements: the series-connected resistance R1 19 determines the dielectric losses during the transfer of microwave energy from the stripline resonator 10 to the slotted resonator 12; the series circuit L1-C1 20 determines the reactance of the stripline resonator 10; The parallel circuit C2-L2 21 determines the reactance of the slotted resonator 12.

Устройство работает следующим образом: на вход первой микрополосковой линии 1 поступает СВЧ сигнал, структура электромагнитного поля которого соответствует поперечной электромагнитной волне. За счет обрыва первой микрополосковой линии 1 в месте ее пересечения с проекцией щелевого резонатора 6 создается максимум поверхностного тока, в том числе, максимум магнитного поля. При этом силовые линии магнитного поля направлены вдоль щелевого резонатора 6. В результате происходит «возбуждение» щелевого резонатора 6. При этом в области щелевого резонатора 6 возникают токи смещения. Таким образом, происходит частотно-избирательная передача СВЧ сигнала от первой микрополосковой линии 1 к щелевому резонатору 6. Аналогичным образом происходит передача СВЧ сигнала от щелевого резонатора 6 к частотно-избирательным звеньям 7, а также внутри частотно-избирательных звеньев 7 (от полоскового резонатора 10 к щелевому резонатору 12) и от частотно-избирательных звеньев 7 к второй микрополосковой линии 2. The device operates as follows: the input of the first microstrip line 1 receives a microwave signal, the structure of the electromagnetic field which corresponds to a transverse electromagnetic wave. Due to the breakage of the first microstrip line 1 at the place of its intersection with the projection of the slotted resonator 6, a maximum of the surface current is created, including the maximum of the magnetic field. In this case, the magnetic field lines are directed along the slot resonator 6. As a result, the slot resonator 6 is "excited". In this case, bias currents arise in the region of the slot resonator 6. Thus, there is a frequency selective transmission of the microwave signal from the first microstrip line 1 to the slot resonator 6. Similarly, the transmission of the microwave signal from the slot resonator 6 to the frequency selective links 7, as well as inside the frequency selective links 7 (from the strip resonator 10 to the slot resonator 12) and from the frequency-selective links 7 to the second microstrip line 2.

Пример. Конструкция заявляемого многослойного широкополосного СВЧ фильтра может быть выполнена с использованием фольгированных диэлектрических пластин марки ARLON AD350. При этом устройство (фиг. 1) содержит две микрополосковые линии 1, 2 длина каждой из которых 100 мм, заканчивающихся обрывом и размещенных на диэлектрических подложках 3, 4. При этом первая микрополосковая линия 1 подключена к входу СВЧ сигнала, а вторая 2 к выходу СВЧ сигнала. Между диэлектрическими основаниями 3, 4 расположен металлический экран 5 с щелевым резонатором 6 длиной 80 мм. При этом металлический экран 5 расположен вплотную к диэлектрическому основанию 3. Микрополосковые линии 1, 2 пересекаются с проекцией щелевого резонатора 6 и заканчиваются обрывом на расстоянии 45 мм от места пересечения. Между металлическим экраном 5 и диэлектрическим основанием 4 расположены частотно-избирательные звенья 7 (фиг. 2), количество которых может изменяться от 1 до 3, в зависимости от требований к подавлению СВЧ сигнала вне полосы пропускания. Так при наличии одного частотно-избирательного звена подавление СВЧ сигнала вне заданной полосы пропускания составляет не менее 20 дБ, при наличии двух частотно-избирательных звеньев не менее 25 дБ, при наличии трех частотно-избирательных звеньев не менее 30 дБ. Конструкция каждого частотно-избирательного звена состоит из двух диэлектрических оснований 8, 9, между которыми расположен полосковый резонатор 10 длиной 80 мм с обрывом на обоих концах. Металлический экран 13 расположен вплотную к диэлектрическому основанию 9. В металлическом экране 11 прорезан щелевой резонатор 12 длиной 80 мм. Щелевой резонатор 12 расположен параллельно щелевому резонатору 6. Example. The design of the inventive multilayer broadband microwave filter can be made using ARLON AD350 foil dielectric plates. In this case, the device (Fig. 1) contains two microstrip lines 1, 2, each of which is 100 mm long, ending in a break and placed on dielectric substrates 3, 4. In this case, the first microstrip line 1 is connected to the input of the microwave signal, and the second 2 to the output microwave signal. Between the dielectric bases 3, 4 there is a metal screen 5 with a slotted resonator 6 80 mm long. In this case, the metal screen 5 is located close to the dielectric base 3. Microstrip lines 1, 2 intersect with the projection of the slot resonator 6 and end with a break at a distance of 45 mm from the intersection. Between the metal screen 5 and the dielectric base 4 there are frequency-selective links 7 (Fig. 2), the number of which can vary from 1 to 3, depending on the requirements for suppressing the microwave signal outside the passband. So, in the presence of one frequency-selective link, the suppression of the microwave signal outside the specified bandwidth is at least 20 dB, with two frequency-selective links, at least 25 dB, with three frequency-selective links, at least 30 dB. The design of each frequency-selective link consists of two dielectric bases 8, 9, between which there is a strip resonator 10 80 mm long with a break at both ends. The metal screen 13 is located close to the dielectric base 9. A slot resonator 12 80 mm long is cut into the metal screen 11. The slot resonator 12 is located parallel to the slot resonator 6.

Таким образом, предлагаемое изобретение способствует увеличению технологичности устройства, уменьшению его габаритных размеров, обеспечивает широкополосную частотно-избирательную передачу СВЧ сигнала со своего входа на выход, а также увеличивает подавление СВЧ сигнала вне заданной полосы пропускания за счет добавления N частотно-избирательных звеньев, где 1≤N≤3. При этом добавление каждого нового частотно-избирательного звена увеличивает подавление СВЧ сигнала вне полосы пропускания не менее чем на 5 дБ.Thus, the proposed invention helps to increase the manufacturability of the device, reduce its overall dimensions, provides broadband frequency-selective transmission of the microwave signal from its input to the output, and also increases the suppression of the microwave signal outside the specified bandwidth by adding N frequency-selective links, where 1 ≤N≤3. In this case, the addition of each new frequency-selective link increases the suppression of the microwave signal outside the passband by at least 5 dB.

Claims (1)

Многослойный широкополосный СВЧ фильтр, содержащий первое и второе диэлектрические основания с расположенными на них микрополосковыми линиями, отличающийся тем, что на первом и втором диэлектрических основаниях расположены первая и вторая прямые микрополосковые линии, причем первая микрополосковая линия подключена к входу СВЧ сигнала, а вторая к выходу СВЧ сигнала, между диэлектрическими основаниями расположен металлический экран с щелевым резонатором прямоугольной формы, металлический экран расположен в непосредственной близости к первому диэлектрическому основанию, микрополосковые линии пересекаются под прямым углом с проекцией щелевого резонатора и заканчиваются обрывом на расстоянии четверти длины волны на центральной частоте от места их пересечения; между металлическим экраном и вторым диэлектрическим основанием расположены частотно-избирательные звенья, количество которых равно N, где 1≤N≤3, каждое частотно-избирательное звено состоит из двух диэлектрических оснований, между которыми параллельно микрополосковым линиям расположен полосковый резонатор прямоугольной формы с обрывом на обоих концах, вплотную к второму диэлектрическому основанию частотно-избирательного звена расположен металлический экран, в котором прорезан щелевой резонатор прямоугольной формы, расположенный параллельно щелевому резонатору, расположенному в непосредственной близости к первому диэлектрическому основанию, при этом каждое частотно-избирательное звено снабжено заданными амплитудно-частотными характеристиками и реализовано в отдельном слое.A multilayer broadband microwave filter containing the first and second dielectric bases with microstrip lines located on them, characterized in that the first and second straight microstrip lines are located on the first and second dielectric bases, the first microstrip line being connected to the input of the microwave signal, and the second to the output microwave signal, between the dielectric bases there is a metal screen with a rectangular slot resonator, the metal screen is located in close proximity to the first dielectric base, the microstrip lines intersect at right angles with the projection of the slot resonator and end with a break at a distance of a quarter of a wavelength at the center frequency from their place intersections; between the metal screen and the second dielectric base there are frequency-selective links, the number of which is N, where 1≤N≤3, each frequency-selective link consists of two dielectric bases, between which a rectangular stripe resonator is located parallel to the microstrip lines with a break on both at the ends, close to the second dielectric base of the frequency-selective link, there is a metal screen in which a rectangular slot resonator is cut, located parallel to the slot resonator, located in close proximity to the first dielectric base, with each frequency-selective link provided with specified amplitude-frequency characteristics and implemented in a separate layer.
RU2021135272A 2021-12-01 Multilayer broadband microwave filter RU2780960C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2780960C1 true RU2780960C1 (en) 2022-10-04

Family

ID=

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2811373C1 (en) * 2023-10-23 2024-01-11 Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Исток" имени А.И. Шокина" Microwave filter

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3771075A (en) * 1971-05-25 1973-11-06 Harris Intertype Corp Microstrip to microstrip transition
US20150214594A1 (en) * 2012-06-21 2015-07-30 Telefonakbiebolagat L M Ericsson (Publ) Bandpass filter and method of fabricating the same
RU175331U1 (en) * 2017-09-05 2017-11-30 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет)" (ФГАОУ ВО "ЮУрГУ (НИУ)") Broadband surround strip-slot transition
RU2688826C1 (en) * 2018-06-18 2019-05-22 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" Microstrip band-pass filter
RU199513U1 (en) * 2020-03-20 2020-09-04 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет)" (ФГАОУ ВО "ЮУрГУ (НИУ)") Double wideband volumetric strip-slot junction with decoupling slot
RU205448U1 (en) * 2021-03-10 2021-07-15 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет)» ФГАОУ ВО «ЮУрГУ (НИУ)» Volumetric strip-slot transition with a U-shaped slot

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3771075A (en) * 1971-05-25 1973-11-06 Harris Intertype Corp Microstrip to microstrip transition
US20150214594A1 (en) * 2012-06-21 2015-07-30 Telefonakbiebolagat L M Ericsson (Publ) Bandpass filter and method of fabricating the same
RU175331U1 (en) * 2017-09-05 2017-11-30 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет)" (ФГАОУ ВО "ЮУрГУ (НИУ)") Broadband surround strip-slot transition
RU2688826C1 (en) * 2018-06-18 2019-05-22 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" Microstrip band-pass filter
RU199513U1 (en) * 2020-03-20 2020-09-04 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет)" (ФГАОУ ВО "ЮУрГУ (НИУ)") Double wideband volumetric strip-slot junction with decoupling slot
RU205448U1 (en) * 2021-03-10 2021-07-15 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет)» ФГАОУ ВО «ЮУрГУ (НИУ)» Volumetric strip-slot transition with a U-shaped slot

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2811373C1 (en) * 2023-10-23 2024-01-11 Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Исток" имени А.И. Шокина" Microwave filter

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8130063B2 (en) Waveguide filter
KR101430994B1 (en) Compact and Light Duplexers with the SIW-based layered waveguide structure for satellite communications terminals
US3879690A (en) Distributed transmission line filter
WO2015079227A1 (en) Ceramic waveguide filter apparatus and method of manufacture and use thereof
JP2003508948A (en) High frequency band filter device with transmission zero point
CN103187603A (en) Wide-stopband LTCC (low temperature co-fired ceramic) band-pass filter based on magnetoelectric coupling counteraction technology
JP2007013962A (en) Multilayer band pass filter
JP2002524895A (en) Multilayer dielectric evanescent mode waveguide filter
US9030277B2 (en) Compact microwave distributed-element dual-mode bandpass filter
JP4565145B2 (en) Ultra-wideband bandpass filter
US20020113669A1 (en) Small size cross-coupled trisection filter
JP2008099060A (en) Laminated dielectric band pass filter
JP2007174519A (en) Microwave circuit
US11095010B2 (en) Bandpass filter with induced transmission zeros
CN107946710B (en) RQMSIW-based ultra-compact dual-band-pass filter
Karshenas et al. Size reduction and harmonic suppression of parallel coupled-line bandpass filters using defected ground structure
RU2780960C1 (en) Multilayer broadband microwave filter
US6064281A (en) Semi-lumped bandpass filter
JPH0234001A (en) Band stop filter
JP5578440B2 (en) Differential transmission line
KR102054503B1 (en) Band pass filter and design method thereof
KR20130008817A (en) Microstrip transmission line apparatus having wide band planar filter
US8358184B2 (en) Stripline filter
Hashemi et al. Ultra compact filters for ultra-wideband (UWB) applications using multilayer ring resonators
JP2013005121A (en) High frequency filter