SU843040A1

SU843040A1 - Straightway rejection filter

Info

Publication number: SU843040A1
Application number: SU792807252A
Authority: SU
Inventors: Владимир Дмитриевич Бобрышев; Виталий Михайлович Дмитриев; Николай Николаевич Пренцлау
Original assignee: Физико-Технический Институт Низкихтемператур Ah Украинской Ccp
Priority date: 1979-08-06
Filing date: 1979-08-06
Publication date: 1981-06-30

Description

(54) ПРОХОДНОЙ РЕЖЕКТОРНЫЙ ФИЛЬТР(54) TRAVEL REFINERY FILTER

1one

Изобретение относитс к технике сверхвысоких частот и может использоватьс в системах автоматической подстройки частоты.The invention relates to microwave technology and can be used in automatic frequency control systems.

Известен проходной режекторный фильтр, содержащий входной и выходной рупорные переходы от пр моугольного волновода к круглому, размещенные на одной оси и установленные с возможностью осевого поворота относительно друг друга 1.A known notch filter containing an input and output horn transitions from a rectangular waveguide to a circular one, arranged on the same axis and installed with the possibility of axial rotation relative to each other 1.

Однако такой фильтр не имеет достаточной крутизны амплитудно-частотной и фазочастотной характеристик.However, such a filter does not have sufficient slope of the amplitude-frequency and phase-frequency characteristics.

Цель изобретени - повышеаие крутизны амплитудно-частотной и фазочастотной характеристик.The purpose of the invention is to increase the steepness of the amplitude-frequency and phase-frequency characteristics.

Поставленна цель достигаетс тем что в проходном режекторном фильтре, содержащем входной и выходной рупорные переходы от пр моугольного .волновода к круглому, размещенные на одной оси и установленные с возможностью осевого поворота относительно друг друга, между круглыми торцами рупорных переходов соосно включен дополнительный отрезок круглого волновода с размещенным в нем зондом, установленный с возможностью продоль .ного перемещени и осевого поворотаThe goal is achieved by the fact that in a notch filter containing inlet and outlet horn transitions from a rectangular waveguide to a circular one, placed on the same axis and installed with the possibility of axial rotation relative to each other, an additional segment of the circular waveguide is connected coaxially between the round ends of the horn transitions placed in it by a probe mounted with the possibility of longitudinal movement and axial rotation

относительно входного рупорного перехода , а зонд расположен перпендикул рно оси дополнительного отрезка круглого волновода и лежит в плоскости , перпендикул рной широким стенкам выходного рупорного перехода.relative to the input horn junction, and the probe is located perpendicular to the axis of the additional segment of a circular waveguide and lies in a plane perpendicular to the wide walls of the output horn junction.

На фиг. 1 приведена конструкци режекторного фильтра; на фиг. 2 частотна зависимость коэффициента FIG. 1 shows a notch filter design; in fig. 2 frequency dependence of the coefficient

0 прохождени по мощности в логарифмическом масшатабе на фиг. 3 - фазочастотна характеристика проходного режекторного фильтра.0 power traversal on a logarithmic scale in FIG. 3 - phase response characteristic of a notch filter.

Проходной режекторный фильтр со5 держит входной и выходной рупорные переходы 1 и 2 от пр моугольного волновода к круглому, размещенные на одной оси и установленные с возможностью осевого поворота относи0 тельно друг друга, между круглЬлли торцами рупорных переходов 1 и 2 соосно включен дополнительный отрезок 3 круглого волновода с размещенным в нем зондом 4, который установлен A notch filter co5 keeps input and output horn junctions 1 and 2 from a square to a circular waveguide, placed on the same axis and installed with the possibility of axial rotation relative to each other, between round horn junctions 1 and 2 coaxially included an additional segment 3 of the circular waveguide with probe 4 placed in it, which is installed

5 с возможностью продольного перемещени и осевого поворота относительно входного рупорного перехода 1, а зонд 4 расположен перпендикул рно оси дополнительного отрезка 3 кругС лого волновода и лежит в плоскости. перпендикул рной широким стенкам вы ходного рупорного перехода 2. Входной и выходной рупорные переходы 1 и 2 оканчиваютс фланцами 5 и 6 еоответственно. Шпоночное сое динение 7 позвол ет осуществить перемещение выходного рупорного перерсода 2 вдоль продольной оси дополнительного отрезка 3 круглого волно вода и преп тствует его вращению вокруг продольной оси. Входной рупо ный переход 1 соединен с механизмом обеспечивающим его вращение вокруг продольной оси фильтра. Механизм 8 соединен шпоночным соединением 9 с основанием 10, которое жестко соеди нено с выходным, рупорным переходом 2. При жестком закреплении механизма 8 Б шпоночном соединении 9 шпоночное соединение 7 позвол ет осуществить перемещение зонда 4 относительно рупорных переходов 1 и 2 при сохранении неизменНЕЛм рассто ни между ними. При фиксации шпоноч ного соединени 7 шпоночное соединение 9 позволит осуществить перемещение рупорного перехода 2 и зонда 4 относительно рупорного перехода 1 . Фильтр работает следующим образо В рабочем состо ниии рупорные пе реходы 1 и 2 развернуты вокруг их продольной оси на некоторый угол . Так как шпоночное соединение 7 не позвол ет вращатьс рупорному переходу 2 вокруг общей с отрезком 3 круглого волновода оси, то зонд 4 всегда находитс в плоскости перпендикул рной широкой стенке ру порного перехода 2 и проход щей че рез общую продольную ось фильтра. Это значит, что такой зонд составл ет с плоскостью, перпендикул рной широкой стенке рупорного перехода и проход щей через продольную ось отрезка 3, угол Ч . Рабоча волна Н в рупорном пе реходе 1 преобразуетс в Н (символ п соответствует волнам пр моугольного , О - круглого волноводов а знак J. соответствует волне, плос кость пол ризации /которой перпенди кул рна плоскости пол ризации рабо чей волны). В случае зонд 4 располага етс в плоскости симметрии волны N° поэ,трму он не приводит к заметному преобразованию этой волны в пол риз ционно вырожденную Hjf. в этом волна Н , вновь преобразо; вавшись в рупорном переходе 2 в вол ну Н , практически без отражени уходит через фланц 5 в соединенные с фильтром выходные СВЧ цепи. В случае волна Н на зонде частично преобразуетс в пол ризационно вырожденную волну Н°;. Поскольку Плоскость пол ризации дл волн Н и зонд 4 не измен ет. то в рупорном переходе 2 обе волны преобразуютс в волны Н и соответственно. Плоскость пол ризации таких волн по отношению к пр моугольному сечению перехода 1 оказываетс сдвинутой на угол . Это сопровождаетс дополнительнЕлм взаимным преобразованием указанных дюл ризационно вырожденных волн, но уже в силу асимметрии поперечного сечени рупорного перехода 2 относительно плоскостей пол ризации волн Е° и Н°. Таким образом, в результате преобразовани волн как на сосредоточенной неоднородности (зонд 4) так и на распределенной (асимметри поперечного сечени ) суммарный коэффициент преобразовани может в общем случае быть как больше, так и меньше коэффициента преобразовани при отсутствии зонда 4, Максимальным коэффициент преобразовани бу- , дет при синфазном сложении волн, преобразованнных на указанных неоднородност х . Это обеспечиваетс взаимным перемещением рупорных переходов 1 и 2 относительно зонда 4. Указанна суперпозици Н , преобразу сь на выходе рупорного перехода 2 в Н°о , уходит за пределы резонансной полости фильтра. В отличие от волна Н,, преобразу сь в (т.е. в ) , не может распростран тьс по пр моугольному волноводу . Это св зано с тем, что рабоча длина волны выШ1раетс большей, чем критический размер волновода дл волны Н|5 , равной удвоенной высоте пр моугольного волновода. Таким образом, пр моугольный волновод дл волны Нд- вл етс предельным . Поэтому в рупорном переходе 2 волна Нд отразитс от некоторого критического сечени . Двига сь после отражени в сторону рупорного перехода 1, волна HO-, вновь преобразуетс в Н. Эта обратна волна не взаимодействует с зондом 4, поскольку он находитс в минимуме ее электрического пол . В рупорном переходе 1 волна Н q, преобразуетс в Н°, ( и в K°j), приобрета при этом первоначальную пол ризацию. Поэтому в рупорном .переходе 1 волна Н вновь преобразуетс в Н ,котора уйдет в сторону фланца 5,и в волну Н, ,но с нормальной дл пр моугольного сечени рупорного перехода 1 пол ризацией. Дальнейшее преобразование волну Н приведет к отражению от критического сечени рупорного перехода 1 и последующему преобразованию в Н° Таким образом,полость,ограниченна с торцом критическими сечени ми переходов 1 и 2 и отрезком 3 круглого волновода , вл етс своеобразным резонатором дл волны Н§ -Н(гпоэтому энерги этой волны в таком резонаторе будет накапливатьс ,Далее волна ,в свою очередь,взаимодействует с зондом 4, частично преобразу сь в Н , Волна Н, как уже указывалось, не выходи волна Н за пределы резонатора, а преобразуетс в Н.)- Н.° и, приобрета при этом дополнительное прира щеиие за счет последующего преобразовани на асимметрии поперечного сечени , на резонансной частоте ухо дит в пр моугольное сечение рупорно го перехода 2 в противофазе с волно прошедшей резонансную полость (дополнительный отрезок 3 круглого вол вода) без преобразовани . Таким образом , в приведенной конструкции фил тра имеетс необходима дл повышени крутизны АЧХ и ФЧХ независимость , т.е. неодинаковость преобразовани волн при движении их в пр мом и обратном направлении. Это св зано с тем, что при движении в пр мом направлении волна взаимодейству ет с зондом 4 и с рупорным переходом 2, а при движении в обратном направлении - только с рупорным переходом 1. В результате векторного сложени указанных волн в области пр моугольного сечени рупорного перехода 2 образуютс приведенные на фиг. 2 и 3 характеристики. Степень подавлени сигнала на резонансной частоте пропорциональна разности коэффициентов преобразовани указанных волн в пр мом и обрат ном направлени х и плавно регулируетс изменением угла f и глубины погружени зонда 4 и его положени относительно рупорных переходов 1 и 2. Последнее достигаетс движение5 with the possibility of longitudinal movement and axial rotation relative to the input horn junction 1, and the probe 4 is located perpendicular to the axis of the additional segment 3 round C of the waveguide and lies in the plane. perpendicular to the wide walls of the outlet horn junction 2. The inlet and outlet horn junctions 1 and 2 terminate in flanges 5 and 6, respectively. Key combination 7 allows movement of the output horn peresoda 2 along the longitudinal axis of the additional segment 3 of the circular wave water and prevents its rotation around the longitudinal axis. The entrance hinge junction 1 is connected to a mechanism ensuring its rotation around the longitudinal axis of the filter. The mechanism 8 is connected by a keyed connection 9 to the base 10, which is rigidly connected to the output horn junction 2. When the mechanism 8 is firmly fixed to the keyed junction 9, the key connection 7 allows the probe 4 to move relative to the horn transitions 1 and 2 while maintaining the same NELM distance between them. When fixing keyed connection 7, keyed connection 9 will allow movement of horn junction 2 and probe 4 relative to horn junction 1. The filter operates as follows. In the working condition, the horn transitions 1 and 2 are turned around their longitudinal axis at an angle. Since the keyed connection 7 does not allow the horn junction 2 to rotate around a common axis with segment 3 of the circular waveguide, the probe 4 is always in the plane perpendicular to the wide wall of the junction 2 and passing through the common longitudinal axis of the filter. This means that such a probe is, with the plane perpendicular to the wide wall of the horn junction and passing through the longitudinal axis of the segment 3, the angle H. The working wave H in the horn junction 1 is converted into H (the symbol n corresponds to the rectangular waves, O - the circular waveguides and the sign J. corresponds to the wave, the polarization plane / of which is perpendicular to the plane of polarization of the working wave). In the case of probe 4, it is located in the plane of symmetry of the wave N ° poe; it does not lead to a substantial transformation of this wave into polarization degenerate Hjf. in this wave H, again transformed; heading into the horn junction 2 in the H wave, it leaves almost without reflection through the flange 5 into the output microwave circuits connected to the filter. In the case of wave H on the probe, it is partially converted into a polarization degenerate wave H ° ;. Since the plane of polarization for H waves and probe 4 does not change. then in horn junction 2, both waves are converted into waves H and, respectively. The plane of polarization of such waves with respect to the rectangular cross section of transition 1 is shifted by an angle. This is accompanied by an additional Elm mutual transformation of the said degulization degenerate waves, but already due to the asymmetry of the cross section of the horn junction 2 relative to the planes of polarization of the waves E ° and H °. Thus, as a result of wave conversion on both concentrated heterogeneity (probe 4) and distributed (cross-section asymmetry), the total conversion coefficient can generally be both larger and less than the conversion coefficient in the absence of probe 4. , children with in-phase addition of waves transformed on the indicated inhomogeneities. This is ensured by the mutual displacement of the horn junctions 1 and 2 relative to the probe 4. This superposition H, transformed at the output of the horn junction 2 to H °, goes beyond the resonant cavity of the filter. Unlike wave H, transforming into (i.e., c), it cannot propagate along a rectangular waveguide. This is due to the fact that the working wavelength is increased to a length greater than the critical size of the waveguide for the wavelength H | 5, equal to twice the height of the rectangular waveguide. Thus, the rectangular waveguide for the Nd wave is the limiting one. Therefore, in the horn transition 2, the Nd wave reflects from a certain critical section. Moving after reflection in the direction of horn junction 1, the HO-wave again converts to N. This return wave does not interact with probe 4, since it is at the minimum of its electric field. In the horn junction 1, the H q wave is converted to H °, (and to K ° j), thus acquiring the initial polarization. Therefore, in the horn junction 1, the wave H is again converted to H, which goes towards flange 5, and into wave H, but with polarization normal for a rectangular section of the horn junction 1. Further transformation of the H wave will result in reflection from the critical section of horn junction 1 and subsequent transformation into H °. Thus, the cavity bounded with the end of the critical cross sections of transitions 1 and 2 and segment 3 of the circular waveguide is a peculiar resonator for the H§-H wave. (therefore, the energy of this wave in such a resonator will accumulate, Then the wave, in turn, interacts with probe 4, partially transformed into H, Wave N, as already indicated, do not leave wave H beyond the resonator, but will convert into N.) - N., and acquiring an additional increment due to the subsequent transformation on the cross-section asymmetry, at the resonant frequency goes into a rectangular section of the horn junction 2 in antiphase with the wave passing through the resonant cavity (additional segment 3 of the circular wave) without conversion . Thus, in the above construction, the filter is necessary to increase the steepness of the frequency response and phase response, ie, the dissimilarity of the transformation of waves as they move in the forward and reverse direction. This is due to the fact that in the forward direction the wave interacts with the probe 4 and with the horn transition 2, and when moving in the opposite direction only with the horn transition 1. As a result of the vectorial addition of these waves in the rectangular section Transitions 2 are formed as shown in FIG. 2 and 3 characteristics. The degree of signal suppression at the resonant frequency is proportional to the difference in the conversion coefficients of these waves in the forward and reverse directions and is smoothly controlled by changing the angle f and the depth of the probe 4 and its position relative to the horn transitions 1 and 2. The last movement is achieved

5 85 8

vM{vM {

гоgo

Claims

not 1 segment 3 waveguides along the common axis of the filter. By synchronous movement of horn transitions 1 and 2 with respect to probe 4, a change in the filter notch frequency is achieved. The invention notch filter containing an input and output hinge transitions from a rectangular waveguide to a circular waveguide, placed on a single axis and axially rotated relative to each other, characterized in that, in order to increase the amplitude-frequency and phase-frequency slope characteristics, between the round ends of the horn junctions coaxially included an additional segment of a circular waveguide with a probe placed in it, installed with the possibility of longitudinal movement and axial rotation the company is located relative to the input horn junction, and the probe is perpendicular to the axis of the additional segment of the circular waveguide and lies in the plane perpendicular to the wide walls of the output horn junction. .Sources of information taken into account during the examination 1. Bobryshev V.D. and others. Resonant microwave device with an amplitude-frequency characteristic tunable over a wide range. - Instruments and Experimental Technique, 1967, No. 5, p. 140.

thirty

Go-CH1 (00 -Z00 about 200 400

-90

T (-d8}

th (CHy) (Rig. g

Color center and / (kHz)