Двоярусний планарний фільтр

Реферат: Двоярусний планарний фільтр містить електрично зв'язані між собою східчасті резонатори, короткозамкнені на одному кінці та розімкнені на іншому кінці, з більш вузькою частиною, прилеглою до короткозамкненого кінця, два з яких розташовані на першому ярусі без взаємного зсуву, а третій резонатор, розташований на другому ярусі, має взаємно протилежну орієнтацію і його розімкнений кінець знаходиться на малій відстані від розімкнених кінців резонаторів, розташованих на першому ярусі, причому до третього резонатора на другому ярусі додано ще один резонатор, з тією ж орієнтацією, та який розташований без взаємного зсуву відносно третього резонатора. UA 113948 U (54) ДВОЯРУСНИЙ ПЛАНАРНИЙ ФІЛЬТР UA 113948 U UA 113948 U 5 10 15 20 25 30 35 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 резонатори петельного типу, два з яких розташовано на першому ярусі, а третій - на другому ярусі [1]. Недоліком такого фільтра є його великий розмір. Найбільш близьким до запропонованої корисної моделі по технічному рішенню є мікросмужковий фільтр, який містить електрично зв'язані між собою східчасті резонатори, короткозамкнені на одному кінці та розімкнені на іншому кінці, з більш вузькою частиною, прилеглою до короткозамкненого кінця, два з яких, розташовані на першому ярусі без взаємного зсуву, а третій резонатор, розташований на другому ярусі, має взаємно протилежну орієнтацію, і його розімкнений кінець знаходиться на малій відстані від розімкнених кінців резонаторів, розташованих на першому ярусі [2]. Недоліком відомого фільтра є малий час затримки сигналу. В основу корисної моделі поставлено задачу збільшення часу затримки сигналу двоярусного планарного фільтра. Поставлена задача вирішується тим, що в двоярусному планарному фільтрі, який містить електрично зв'язані між собою східчасті резонатори, короткозамкнені на одному кінці та розімкнені на іншому кінці, з більш вузькою частиною, прилеглою до короткозамкненого кінця, два з яких розташовані на першому ярусі без взаємного зсуву, а третій резонатор, розташований на другому ярусі, має взаємно протилежну орієнтацію і його розімкнений кінець знаходиться на малій відстані від розімкнених кінців резонаторів, розташованих на першому ярусі, новим є те, що до третього резонатора на другому ярусі додано ще один резонатор, з тією ж орієнтацією та розташований без взаємного зсуву. Суть корисної моделі пояснюється кресленнями, де на фіг. 1 зображено конструкцію двоярусного планарного фільтра. Фільтр містить чотири електромагнітно зв'язані між собою короткозамкнені на одному кінці східчасті планарні резонатори 1 та 2 з більш вузькою частиною біля короткозамкненого кінця, які розташовані паралельно один до одного. Два резонатори 1 розташовані поруч один одного без взаємного зсуву на першому ярусі, інші два резонатори 2 розташовані на другому ярусі та мають взаємно протилежну орієнтацію і їх розімкнені кінці розташовані на малій відстані 3 (яка є ємнісним зазором) від розімкнених кінців перших двох резонаторів. Вхідна 4 та вихідна 5 лінії служать для підведення і зняття високочастотного сигналу. Мікросмужковий фільтр працює наступним чином. Електромагнітно зв'язані між собою мікросмужкові резонатори 1 та 2, які в смузі пропускання фільтра пропускають високочастотний сигнал, а в смузі загородження відбивають цей сигнал. Час затримки сигналу т пов'язано з фазовою характеристикою фільтра  ( ) в смузі пропускання d ( ) , d ( ) де  - циклічна частота.  40 45 50 Якщо фаза лінійна, то час затримки фільтра є величиною постійною. В запропонованому технічному рішенні є два шляхи проходження сигналу з входу 4 на вихід 5. Основний шлях - від резонатора 1 (лівого) до резонатора 2 (лівого), далі до резонатора 2 (правого), а потім до резонатора 1 (правого), прилягаючого до виходу. Додатковий шлях - від резонатора 1 (лівого) до резонатора 1 (правого). Оскільки запропонований фільтр має більше одного шляху для проходження сигналу з входу на його вихід, то він належить до фільтрів немінімально-фазового типу. У таких фільтрів фазова характеристика залежить від характеру електромагнітного зв'язку між резонаторами в каналах проходження сигналу. Позначимо К11 - коефіцієнт зв'язку між двома резонаторами першого ярусу, К 22 - коефіцієнт зв'язку між двома резонаторами другого ярусу. Коефіцієнт зв'язку між планарними східчастими резонаторами, які входять до складу фільтра, залежить від відстані S між ними. Ця залежність зображена на фіг. 2. Коефіцієнт зв'язку може приймати як додатні, так і від'ємні значення, в залежності від відстані S . Для отримання лінійної фазової характеристики та постійного часу затримки сигналу 4резонаторного фільтра необхідно мати коефіцієнти зв'язку К11 та К 22 одного знаку, які задовольняють умові 55 вибором відстані К11  К22 . В запропонованому фільтрі це здійснюється відповідним S між планарними східчастими резонаторами кожного ярусу (фіг. 2). 1 UA 113948 U На фіг. 3 приведено промодельовану (за допомогою комерційної комп'ютерної програми Microwave Office) частотну залежність часу затримки запропонованого двоярусного планарного фільтра смужкової конструкції, товщина якої 2 мм, а діелектрична стала  r  92 . Розмір фільтра 7,9×6×2 мм. Центральна частота фільтра f 0  1970 МГц, час затримки сигналу в смузі 5 10 частот 76 МГц складає   10,3  0,2 нс. Джерела інформації: 1. Hong J.-S and Lancaster M.J., Microstrip cross-coupled trisection bandpass filters with asymmetric frequency characteristics. IEE proc. Microwave Antennas Propag. Vol. 146, No. 1, 1999, pp. 84-90, Fig. 3. 2. Патент України на корисну модель № 100137 "Мікросмужковий фільтр", кл. H01P 1/203. Опубл. 10.07.2015 р. Бюл. № 13. Захаров О.В., Ільченко М.Ю., Пінчук Л.С., Трубаров І.В. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 15 20 Двоярусний планарний фільтр, який містить електрично зв'язані між собою східчасті резонатори, короткозамкнені на одному кінці та розімкнені на іншому кінці, з більш вузькою частиною, прилеглою до короткозамкненого кінця, два з яких розташовані на першому ярусі без взаємного зсуву, а третій резонатор, розташований на другому ярусі, має взаємно протилежну орієнтацію і його розімкнений кінець знаходиться на малій відстані від розімкнених кінців резонаторів, розташованих на першому ярусі, який відрізняється тим, що до третього резонатора на другому ярусі додано ще один резонатор, з тією ж орієнтацією, та який розташований без взаємного зсуву відносно третього резонатора. 2 UA 113948 U Комп’ютерна верстка О. Рябко 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