Смуговий фільтр нвч

Винахід відноситься до радіотехніки та може бути використаний для селекції сигналів в системах зв'язку, радіолокації та радіохвильового контролю діелектричних середовищ. Відомі смугові фільтри НВЧ, які побудовані на відрізках хвилеводних, коаксіальних та мікросмугових ліній, а також смугові фільтри на діелектричних і феритових резонаторах. Аналогом винаходу є смуговий фільтр на об'ємних резонаторах з безпосереднім зв'язком. Цей фільтр включає каскад порожнистих об'ємних резонаторів, розміри яких відповідають довжині НВЧ-хвилі, на резонанс якої вони розраховані. Кожен з цих резонаторів має пристрій для підстроювання його по частоті та пристрій регулювання коефіцієнта зв'язку в колах погодження. (Маттей Д.Л. "Фильтры СВЧ, согласующие цепи и цепи связи", т.2 М:, "Связь", 1972, стр.346). Недоліками таких фільтрів є велика металоємність, великі габаритні розміри, застосування їх робить неможливим мініатюризацію та інтеграцію компонентів НВЧ пристроїв. Також відомий смуговий фільтр на шпилькових резонаторах (Лоткова Е.В. Фильтры на шпилечных резонаторах - "Техника средств связи. Сер. Техника радиосвязи", 1976, віп.2, стр.159-170). Він складається з кола резонаторів, які виконані на напівхвильових відрізках мікросмугових ліній. Такій фільтр має недостатню виборність, яка обумовлена невисокою добротністю цих резонаторів. З відомих смугових фільтрів НВЧ найбільш близьким по технічній сутності є фільтр на діелектричних резонаторах (Денисенко В.П. и др. "Малогабаритные фильтры на основе диэлектрических резонаторов." Электронная техника. Электроника СВЧ, 1979, вып.9, стр.27-33). Відомий фільтр НВЧ складається з діелектричних резонаторів, які встановлені в корпусі позамежного хвилеводу та зв'язані з зовнішніми колами за допомогою двох штирових збудників з коаксіальними виводами. Зв'язок резонаторів між собою відбувається за рахунок власних зовнішніх полів. Настроювання такого фільтра здійснюється переміщенням діелектричних резонаторів в об'ємі позамежного хвилеводу відносно їх розрахункового положення. Тим самим змінюється коефіцієнт зв'язку між окремими резонаторами та між резонаторами і штировими збудниками. По частоті резонатори можливо підстроювати металевими гвинтами, які знаходяться в кришці фільтра над кожним з діелектричних резонаторів. Труднощі полягають в тому, що при настройці фільтра переміщення резонаторів можливе тільки при відкритій. кришці, але без кришки амплітудно-частотна характеристика фільтра викривлюється. На практиці, в такому випадку, процес настроювання фільтра зводиться до багаторазового повторення операцій встановлювання та зняття кришки, включення та виключення генератора НВЧ, зміщення та фіксування положення діелектричних резонаторів, поки амплітудно-частотна характеристика фільтра при закритій кришці не буде найбільш близькою до розрахункової. Таким чином, при виготовленні великих партій смугових фільтрів на діелектричних резонаторах це приводить до значного зниження продуктивності праці, а виходить, до збільшення вартості виробу. Задачею винаходу є смуговий фільтр НВЧ, в якому завдяки новій конструкції кріплення діелектричних резонаторів досягається можливість змінювати коефіцієнт зв'язку між резонаторами та між резонаторами і штировими збудниками, що дозволяє настроювати фільтр при закритій кришці, тобто без його розбирання та в процесі експлуатації. Поставлена задача вирішується завдяки тому, що смуговий фільтр НВЧ складається з кола діелектричних резонаторів, які складені в корпусі позамежного хвилеводу та зв'язані з зовнішніми колами за допомогою двох штирових збудників, при цьому діелектричні резонатори закріплені під гострим кутом до площини корпусу позамежного хвилеводу на поворотних підставках з фіксаторами положення та пристроями повороту навколо осей, які перпендикулярні до площини корпусу позамежного хвилеводу. Похиле положення резонаторів по відношенню до площини корпусу позамежного хвилеводу приводить до того, що при повертанні поворотних підставок навколо їх осей, складова магнітного НВЧ поля резонатора, яка визначає ступень зв'язку резонаторів з штировими збудниками або між собою, змінюється по синусоїдальному закону в залежності від кута повороту. Ця обставина дозволяє здійснювати регулювання коефіцієнту зв'язку резонаторів шляхом повертання окремих діелектричних резонаторів на поворотних підставках. Зовнішній пристрій фіксації та повертання резонатора дозволяє таким чином здійснити настройку амплітудно-частотної характеристики фільтра без його розбирання. На кресленнях подано конструкцію фільтра, де фіг.1 - повздовжній переріз смугового фільтра по осям поворотних підставок діелектричних резонаторів; фіг.2 - вид зверху смугового фільтра зі знятою кришкою. На фіг.3 подано експериментальну залежність коефіцієнта зв'язку β діелектричного резонатора з штировим збудником або з сусіднім діелектричним резонатором від кута повороту ОС діелектричного резонатора навколо осі поворотної підставки при постійному значенні кута нахилу g=15 діелектричного резонатора до площини позамежного хвилеводу. Фільтр складається з металевого корпусу 1, який утворює закритий хвилевід, в якому на поворотних підставках 2 під гострим кутом до площини корпусу 1 встановлені діелектричні резонатори 3, які зв'язані з зовнішніми коаксіальними виводами 4 з допомогою штирових збудників 5. В кришці 6 корпуса 1 над кожним діелектричним резонатором встановлені металеві підстроювальні гвинти 7. Підставки 2 мають циліндричні осі 8, які входять в отвори в корпусі 1 та з зовнішньої сторони корпуса 1 фіксуються за допомогою гайки 9. Торцева площина поворотної підставки 2 забезпечує заданий кут нахилу g=15 резонатора 3 до площини корпусу 1 і виконана таким чином, що нижній край резонатора знаходиться на одному рівні з штировим збудником 5. Настроювання фільтра відбувається наступним чином. В корпусі 1 на поворотних підставках 2 жорстко закріплюють діелектричні резонатори 3 і закривають кришкою 6. Кількість та розміри резонаторів розраховують виходячи з вимог до виборності та ширини смуги фільтра. Фільтр підключають до вимірювального пристрою через коаксіальні виводи 4. Підстроювальними гвинтами 7 підстроюють частоту резонаторів 3. Повертанням циліндричних осей 8 підставок 2 регулюють параметри зв'язку діелектричних резонаторів 3 між собою і з штировими збудниками 5. Після настройки смугового фільтра положення осей 8 поворотних підставок 2 та підстроювальних гвинтів 7 фіксують за допомогою гайок 9. Робота смугового фільтра заключається в тому, що при подачі на зовнішній коаксіальний ввід 4 сигналу складної форми, на вихід фільтра проходять сигнали, які лежать в його смузі пропускання і подавляються сигнали, які не входять в смугу пропускання. З фіг.3 видно, що при куті нахилу g=15° зміни коефіцієнта зв'язку β при повертанні резонатора 3 навколо осі 8 на кут a=±90° досягає величини ±50% від середнього значення. Це дозволяє легко здійснити підстроювання коефіцієнта зв'язку в межах технологічного розкидання. З залежності, що показано на фіг.3, випливає, що найменший коефіцієнт зв'язку має місце при a=0°, тобто коли нижній край резонатора знаходиться біля штирового збудника, а найбільше значення коефіцієнта зв'язку відповідає повороту резонатора навколо осі на кут a=±180° від вихідного положення. Коефіцієнт зв'язку діелектричного резонатора 3 з штировим збудником 5 або з сусіднім діелектричним резонатором змінюється по синусоїдальному закону в залежності від кута повороту поворотної підставки 2 відносно штирового збудника 5 або сусіднього діелектричного резонатора.