Смужковий смуго-пропускаючий гребінчастий фільтр

Реферат: Смужковий смуго-пропускаючий гребінчастий фільтр містить щонайменше три чвертьхвильові резонатори, причому чвертьхвильові резонатори замінюють східчастими резонаторами з більш вузькими частинами біля короткозамкнених і розімкнених кінців, причому ці звуження виконані з протилежних сторін резонаторів, а самі резонатори розміщують один біля одного таким чином, що кожен наступний резонатор повертають на 180 градусів у вертикальній площині відносно попереднього резонатора. UA 113949 U (54) СМУЖКОВИЙ СМУГО-ПРОПУСКАЮЧИЙ ГРЕБІНЧАСТИЙ ФІЛЬТР UA 113949 U UA 113949 U 5 10 15 20 25 30 35 Корисна модель належить до техніки надвисоких частот і може бути використана в частотно-селективних пристроях. Відомий смужковий смуго-пропускаючий фільтр, який містить півхвильові смужкові резонатори [1]. Недоліком такого фільтра є великий розмір. Найбільш близьким до запропонованої корисної моделі є смужковий смуго-пропускаючий гребінчастий фільтр, який містить щонайменше три чвертьхвильові резонатори [2]. Недоліком даного фільтра є недостатньо висока вибірковість. В основу корисної моделі поставлено задачу удосконалення смужкового смугопропускаючого гребінчастого фільтра та збільшення вибірковості шляхом заміни чвертьхвильових резонаторів. Поставлена задача вирішується тим, що в смужковому смугопропускаючому гребінчастому фільтрі, який містить щонайменше три чвертьхвильові резонатори, новим є те, що чвертьхвильові резонатори замінено на східчасті резонатори з більш вузькими частинами біля короткозамкнених і розімкнених кінців, причому ці звуження виконані з протилежних боків резонаторів, а самі резонатори розташовані один біля одного таким чином, що кожен наступний резонатор повернуто на 180 градусів у вертикальній площині відносно попереднього резонатора. Суть корисної моделі пояснюється кресленням на фіг. 1, де зображено топологію центральних провідників смужкового смуго-пропускаючого гребінчастого фільтра з чотирма резонаторами залежність коефіцієнта електромагнітного зв'язку К від відстані S між смужковими резонаторами на фіг. 2; амплітудно-частотна характеристика (АЧХ) фільтра на фіг. 3. Фільтр містить електромагнітно зв'язані між собою резонатори смужкової конструкції 1, які утворено центральними провідниками, затиснутими між двома діелектричними пластинами, у яких металізовано протилежні сторони та торці. Діелектричні пластини на фіг. 1 не зображено. Один кінець кожного резонатора гребінчастого фільтра короткозамкнений, а іншій розімкнений, резонатори орієнтовані в одному напрямку та розташовані паралельно один до одного без взаємного зсуву. Резонатори 1 є східчастими з більш вузькими частинами біля короткозамкнених і розімкнених кінців, причому ці звуження зроблені з протилежних боків резонаторів, а самі резонатори розташовані один біля одного таким чином, що кожен наступний резонатор повернуто на 180 градусів у вертикальній площині відносно попереднього резонатора. Короткозамкнені кінці резонаторів виходять безпосередньо на металізовані торці діелектричних пластин (не показані). Резонатори 1 розташовані на малих відстанях 2 один від одного. Вхідна 3 та вихідна 4 лінії служать для підведення і зняття високочастотного сигналу. Смужковий смуго-пропускаючий гребінчастий фільтр працює наступним чином. Електромагнітно зв'язані між собою смужкові резонатори в смузі пропускання фільтра пропускають високочастотний сигнал, а в смузі загородження відбивають цей сигнал. Електромагнітний зв'язок між резонаторами характеризується коефіцієнтом К, який визначають за формулою. f 02 f e2 , f 02  f e2 де f e і f o - частоти парної та непарної моди коливань (їх ще називають частотами зв'язку). Частоти f e і f o знаходяться по передаточній характеристиці системи двох зв'язаних K 40 резонаторів, при їх слабкому зв'язку з навантаженнями входу та виходу. У цьому випадку їм відповідають явно виражені піки. Якщо зв'язок між резонаторами має індуктивний характер, то f e  f o , і йому відповідає додатний знак коефіцієнту зв'язку К  0 . Якщо ж зв'язок між 45 50 55 резонаторами має ємнісний характер, то f e  f o , і К буде від'ємним: К  0 . На фіг. 2 побудовані дві залежності коефіцієнта К від відстані S між східчастими смужковими резонаторами. У центральному провіднику смужкового резонатора зроблені дві вибірки біля короткозамкненого та розімкненого кінців, що робить резонатор східчастим. Якщо два резонатори орієнтовані таким чином, що вибірки біля розімкнених кінців розташовані одна біля другої, то значення коефіцієнта К будуть додатними (крива 1). Якщо ж два резонатори орієнтовані таким чином, що вибірки біля короткозамкнених кінців розташовані одна біля другої, то значення коефіцієнта К будуть від'ємними (крива 2). Залежності на фіг. 2 побудовано шляхом моделювання передаточних характеристик пари резонаторів за допомогою комп'ютерної програми. При моделюванні використовувались смужкові резонатори з діелектричною сталою εr=92, товщина яких b=2 мм. Центральні провідники резонаторів мали довжину 5 мм та ширину 1,6 мм. З центрального провідника резонатора було вилучено дві вибірки: 0,6×0,4 мм біля 1 UA 113949 U 5 10 короткозамкненого кінця; 0,4×0,4 мм біля розімкненого кінця. Резонансна частота такого східчастого резонатора складала 1447 МГц. Запропонований смужковий гребінчастий фільтр має перемінні знаки коефіцієнтів зв'язку, що призводить до полюсів згасання, розташованих зліва і справа від смуги пропускання. На фіг. 3 показано АЧХ запропонованого фільтра з чотирма резонаторами. В свою чергу полюси згасання призводять до покрашення вибірковості фільтра. Джерела інформації: th 1. Dworsky L.N. Stripline Filters-An Oveview. 37 Annual Frequency Control Symposium, 1983 IEEE. - P. 387-393, fig. 10. 2. Захаров А.В. Полосковые гребенчатые фильтры на керамических материалах с высокой диэлектрической проницаемостью. Радиотехника и электроника., 2013. - Т. 58. № 3. - С. 300308, рис. 2а. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 15 20 Смужковий смуго-пропускаючий гребінчастий фільтр, який містить щонайменше три чвертьхвильові резонатори, який відрізняється тим, що чвертьхвильові резонатори замінюють східчастими резонаторами з більш вузькими частинами біля короткозамкнених і розімкнених кінців, причому ці звуження виконані з протилежних сторін резонаторів, а самі резонатори розміщують один біля одного таким чином, що кожен наступний резонатор повертають на 180 градусів у вертикальній площині відносно попереднього резонатора. 2 UA 113949 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