Смуговий фільтр, що перестроюється

1. Смуговий фільтр, що перестроюється, який містить електромагнітно зв'язані між собою резонатори, що виконані з відрізків ліній передачі та містять три відрізки, два з яких паралельні, а третій з'єднує між собою одні (замкнені) кінці паралельних відрізків з утворенням П-подібного резонатора, другі (розімкнені) кінці яких з'єднані між собою через перемінні конденсатори, який відрізняється тим, що паралельні відрізки ліній переда 3 53878 Сутність корисної моделі пояснюється кресленням на фігурі, де зображена конструкція смугового фільтра, що перестроюється. Фільтр містить електромагнітно зв'язані між собою П-подібні резонатори 1, що виконані з трьох відрізків ліній передачі, два з яких 2 паралельні між собою, а третій 3 з'єднує замкнені кінці паралельних відрізків між собою, розімкнені кінці яких з'єднані через змінні конденсатори 4, причому паралельні відрізки резонаторів виконані з ділянок 5 та 6 різного хвильового опору. Ділянки розімкнених кінців паралельних відрізків 5, виконані з більш високим хвильовим опором, ніж хвильовий опір ділянок замкнених кінців паралельних відрізків 6 та хвильовий опір третього відрізка 3 резонаторів 1. Підведення і зняття високочастотного сигналу здійснюють через вхідну і вихідну лінії 7. Смуговий фільтр, що перестроюється, працює наступним чином. Електромагнітно зв'язані між собою П-подібні резонатори, що виконані з відрізків ліній передачі 2 та 3, в смузі пропускання фільтра пропускають високочастотний сигнал, а в смузі загородження відбивають цей сигнал. При цьому величина ємності С змінних конденсаторів 4 впливає на центральну частоту ωо смуги пропускання фільтра таким чином, що збільшення ємності С призводить до зниження центральної частоти смуги пропускання. Діапазонність фільтра характеризується такими показниками, як коефіцієнт перекриття по частоті K = ω0 макс/ω0 мін та коефіцієнт перекриття по ємності = Смакс/Смін. При заданому значенні коефіцієнту K підвищення діапазонності фільтрів досягається зменшенням коефіцієнту і навпаки. Центральна частота смуги пропускання фільтра визначається резонансною частотою резонатора ωо, яка може бути знайдена з рівняння резонансу ωоСX(ωо)-1 = 0, (1) де X(ω) - функція реактивного опору резонатора. Ця функція залежить від резонатора, при зміні резонатора змінюється і функція X(ω). Якщо задана частотна смуга перестройки ωo мін ≤ωо≤K ωo мін, то з рівняння резонансу (1) можна визначити перекриття по ємності = КX(K ωo мін)/X(ωo мін). (2) Вираз (2) свідчить про те, що діапазонність смугового фільтра залежить від характеру зміни функції реактивного опору резонатора X(ω) в смузі. Найближчий аналог містить П-подібні резонатори, що виконані з відрізків ліній передачі довжиною l і хвильовим опором Z0. Функція реактивного опору цього резонатора, що входить в рівняння резонансу (2), визначається виразом X1 де 2 Z0 tg l 2 , (3) - електрична довжина П-подібного резонатора, 0 ≤ θ ≤ , - швидкість розповсюдження електромагнітної хвилі. 4 Якщо ділянки розімкнених кінців паралельних відрізків резонаторів довжиною ql (0 ≤ q ≤ 1/2), до l - довжина розімкнених та замкнених паралельних відрізків резонатора разом з половиною довжини третього з'єднуючого відрізку, виконати з більш високим хвильовим опором mz0 (m>1), то функція реактивного опору зміниться X2 2Z 0 tg 1 q m tg q 2 . tg q 1 tg 1 q 2 m (4) Збільшення хвильового опору розімкнених кінців паралельних відрізків резонаторів 5 можна забезпечити зміною геометричних розмірів конструкції лінії передачі та/або діелектричної та/або магнітної проникності матеріалів цієї конструкції. Так, наприклад, для мікросмужкової лінії передачі збільшення хвильового опору можна досягти збільшенням товщини підкладки та/або зменшенням діелектричної проникності матеріалу підкладки. Наприклад, якщо резонатори виконані на печатній платі RT/Duroid 6002, εr=2,94, товщиною 0,508 мм, то при ширині смужки 2 мм хвильовий опір дорівнює 37 Ом, при ширині смужки 3,37 мм хвильовий опір дорівнює 25 Ом. Більш зручно аналізувати показник діапазонності (2), якщо в цьому виразі перейти від резонансних частот до електричних довжин. В результаті одержимо X K min , K (5) X min Аналіз рівнянь (3)-(5) показує, що збільшення хвильового опору П-подібних резонаторів розімкнених кінців паралельних відрізків резонаторів приводить до збільшення діапазонності резонаторів. Так, якщо перестройка фільтра здійснюється в смузі октави К=2 і в області електричних довжин 70° ≤ θ ≤ 140°, то для найближчого аналогу перекриття по ємності складе значення =7,85. У пропонованого технічного рішення при q=0,2 перекриття по ємності = 5,6 при m=2 і = 5,21 при m=3. Чим більше m, тим вище діапазонність резонаторів і фільтра, що перестроюється. Позитивний ефект зростає по мірі збільшення електричної довжини резонатора θ, тобто при роботі фільтра на більш високих частотах. Так, якщо перестройка здійснюється в області електричних довжин 80° ≤ θ 1. Джерела інформації 1. I.C. Hunter and J.D. Rhodes., "Electronically Tunable Microwave Bandpass Filters," IEEE Trans. Microwave. Theory Tech., vol. 30, no. 9, pp. 13541360, Sept. 1982. 2. X. Liang, Y. Zhu., "Hairpin Microstrip Line Electrically Tunable Filters", US Patent, H01P1/203, No. 6717491, Apr.6, 2004. 5 Комп’ютерна верстка Л.Литвиненко 53878 6 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601