Двоярусний планарний фільтр

Реферат: Двоярусний планарний фільтр містить три електрично зв'язані між собою планарні резонатори, два з яких східчасті, короткозамкнені на одному кінці з більш вузькою частиною, прилеглою до короткозамкненого кінця, розташовані на першому ярусі без взаємного зсуву, а третій резонатор має взаємно протилежну орієнтацію і його розімкнений кінець знаходиться на малій відстані від розімкнених кінців перших двох резонаторів та розташований на другому ярусі, причому як третій резонатор встановлено П-подібний резонатор, обидва кінці якого розімкнені. UA 107402 U (54) ДВОЯРУСНИЙ ПЛАНАРНИЙ ФІЛЬТР UA 107402 U UA 107402 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до техніки надвисоких частот і може бути використана в частотно-селективних пристроях. Фільтр має планарну смужкову чи мікросмужкову конструкцію. Відомий двоярусний планарний фільтр, який містить три резонатори петльового типу, два з яких розташовано на першому ярусі, а третій - на другому ярусі [1]. Недоліком такого фільтра є великий розмір. Найбільш близьким до запропонованої корисної моделі по технічному рішенню є мікросмужковий фільтр, який містить три короткозамкнені на одному кінці східчасті резонатори з більш вузькою частиною, прилеглою до короткозамкненого кінця, орієнтовані паралельно один одному, на першому ярусі розташовані поруч два резонатори без взаємного зсуву, на другому ярусі міститься один резонатор з взаємно протилежною орієнтацію, розімкнений кінець якого розташовано на малій відстані від розімкнених кінців резонаторів першого ярусу [2]. Недоліком відомого фільтра є мала вибірковість. В основу корисної моделі поставлено задачу удосконалити двоярусний планарний фільтр та збільшити його вибірковість. Поставлена задача вирішується тим, що в двоярусному планарному фільтрі, який містить три електрично зв'язані між собою планарні резонатори, два з яких східчасті, короткозамкнені на одному кінці з більш вузькою частиною, прилеглою до короткозамкненого кінця, розташовані на першому ярусі без взаємного зсуву, а третій резонатор має взаємно протилежну орієнтацію і його розімкнений кінець знаходиться на малій відстані від розімкнених кінців перших двох резонаторів та розташований на другому ярусі, причому як третій резонатор виконано Пподібний резонаторо, обидва кінці якого розімкнені. Суть корисної моделі пояснюється кресленням, де на фіг. 1 зображено конструкцію двоярусного планарного фільтра. Фільтр містить три електромагнітно зв'язані між собою планарні резонатори 1 (лівий та правий) та 2, які розташовано на двох ярусах. На першому ярусі розташовано два короткозамкнені на одному кінці східчасті резонатори 1 з більш вузькою частиною, прилеглою до короткозамкненого кінця, паралельно один одному, без взаємного зсуву. На другому ярусі розташовано П-подібний резонатор 2, обидва кінці якого розімкнені. Резонатор 2 розташовано на малій відстані 3 (яка є ємнісним зазором) від резонаторів 1. Вхід 4 та вихід 5 служать для підведення і зняття високочастотного сигналу. Двоярусний планарний фільтр працює наступним чином. Електромагнітно зв'язані між собою планарні резонатори 1 та 2 в смузі пропускання фільтра пропускають високочастотний сигнал, а в смузі загородження відбивають цей сигнал. В основному каналі проходження сигналу запропонованого фільтра резонатор 2 використовується як чотириполюсник, він працює "на прохід". У цьому випадку відбувається більш складна електромагнітна взаємодія. Сигнал з першого (лівого) резонатора 1 надходить на прохідний резонатор 2, одна його частина відбивається а інша частина проходить крізь резонатор 2. Частка тієї частини, що пройшла через резонатор 2, відбивається від другого (правого) резонатора 1 і повертається назад. В результаті більш складної електромагнітної взаємодії на АЧХ фільтра з'являються полюси згасання, що і дає йому більш високу вибірковість. Додатковий шлях проходження сигналу крізь фільтр - від лівого резонатора 1 до правого резонатора 1. Запропонований фільтр належить до фільтрів немінімально-фазового типу, у яких фазова характеристика залежить від характеру електромагнітного зв'язку між резонаторами в каналах проходження сигналу. В основному каналі використовують зв'язки між резонаторами через ємнісний зазор 3, тому вони носять ємнісний характер. Вибір східчастих резонаторів 1 з більш вузькою частиною, прилеглою до короткозамкненого кінця, дозволяє отримати ємнісний характер зв'язку між резонаторами 1 у додатковому каналі проходження сигналу через фільтр. Зарахунок цього досягається ефект лінеаризації фазової характеристики фільтра, що приводить до постійного часу затримки сигналу. Цей ефект має місце як в смужкових, так і в мікросмужкових конструкціях фільтрів. На фіг. 2 приведено промодельовану за допомогою комерційної комп'ютерної програми Microwave Office частотну залежність часу затримки запропонованого двоярусного фільтра смужкової конструкції. Центральна частота фільтра f 0=1887 МГц. Час затримки сигналу в смузі частот 1860…2010 МГц (2,6 %) складає τ=5,2±0,2 не. У фільтрі використана симетрична смужкова лінія товщиною b=2 мм з діелектричною сталою εг=92. Розмір фільтра складав 9,4×5×2 мм. На фіг. 3 приведено промодельовані вносимі втрати (IL) і зворотні втрати (RL) запропонованого фільтра. Його смуга пропускання складає 110 МГц по рівню згасання 2 дБ, а відстань між полюсами складає 230 МГц, що забезпечує фільтру покращену вибірковість. 1 UA 107402 U 5 Запропонований фільтр належить до немінімально-фазових фільтрів. Вибір відповідних зв'язків між резонаторами дозволяє отримати два полюси згасання по обидва боки АЧХ, що і приводить до збільшення його вибірковості. Джерела інформації: nd 1. Hong J.-S. Microstrip Filters for RF/Microwave Application, 2 Edition. N.Y.: Wiley, 2011, p. 283, figure 9.14 (a). 2. Патент України на корисну модель № 100137 „Мікросмужковий фільтр", кл. Н01Р 1/203. Опубл. 10.07.2015 р. Бюл. № 13. Захаров О.В., Ільченко М.Ю., Пінчук Л.С., Трубаров І.В. 10 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 15 Двоярусний планарний фільтр, який містить три електрично зв'язані між собою планарні резонатори, два з яких східчасті, короткозамкнені на одному кінці з більш вузькою частиною, прилеглою до короткозамкненого кінця, розташовані на першому ярусі без взаємного зсуву, а третій резонатор має взаємно протилежну орієнтацію і його розімкнений кінець знаходиться на малій відстані від розімкнених кінців перших двох резонаторів та розташований на другому ярусі, який відрізняється тим, що як третій резонатор встановлено П-подібний резонатор, обидва кінці якого розімкнені. 2 UA 107402 U Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3