Широкополосные фильтры. Широкополосной фильтр


широкополосный фильтр — с русского на английский

См. также в других словарях:

  • широкополосный фильтр — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия EN broadband filterwide band filter …   Справочник технического переводчика

  • широкополосный фильтр — plačiajuostis filtras statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. wide band filter vok. Breitbandfilter, n rus. широкополосный фильтр, m pranc. filtre à large bande, m …   Fizikos terminų žodynas

  • фильтр — 3.4 фильтр (filter): Аппарат для разделения или удаления загрязнителей из сжатого воздуха или потока газа. Источник: ГОСТ Р ИСО 12500 1 2009: Фильтры сжатого воздуха. Методы испытаний. Часть 1. Масла в виде аэрозолей …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • фильтр постоянной ширины полосы пропускания — 3.2.8 фильтр постоянной ширины полосы пропускания (идентично В.21, [9]): Фильтр, обладающий постоянным значением абсолютной ширины полосы пропускания, не связанным со среднегеометрическим значением частоты ширины полосы. 3.2.9 фильтр… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • элемент широкополосный — Элемент системы (усилитель, пьезоэлемент, фильтр и т. п) с широкой амплитудно частотной характеристикой. [Система неразрушающего контроля. Виды (методы) и технология неразрушающего контроля. Термины и определения (справочное пособие). Москва 2003 …   Справочник технического переводчика

  • Breitbandfilter — plačiajuostis filtras statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. wide band filter vok. Breitbandfilter, n rus. широкополосный фильтр, m pranc. filtre à large bande, m …   Fizikos terminų žodynas

  • filtre à large bande — plačiajuostis filtras statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. wide band filter vok. Breitbandfilter, n rus. широкополосный фильтр, m pranc. filtre à large bande, m …   Fizikos terminų žodynas

  • plačiajuostis filtras — statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. wide band filter vok. Breitbandfilter, n rus. широкополосный фильтр, m pranc. filtre à large bande, m …   Fizikos terminų žodynas

  • wide-band filter — plačiajuostis filtras statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. wide band filter vok. Breitbandfilter, n rus. широкополосный фильтр, m pranc. filtre à large bande, m …   Fizikos terminų žodynas

  • ГОСТ 22832-77: Аппаратура систем передачи с частотным разделением каналов. Термины и определения — Терминология ГОСТ 22832 77: Аппаратура систем передачи с частотным разделением каналов. Термины и определения оригинал документа: 42. Аппаратура выделения первичных (вторичных, третичных) групп каналов тональной частоты системы передачи с ЧРК из… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • ГОСТ 24375-80: Радиосвязь. Термины и определения — Терминология ГОСТ 24375 80: Радиосвязь. Термины и определения оригинал документа: 304. Абсолютная нестабильность частоты радиопередатчика Нестабильность частоты передатчика Определения термина из разных документов: Абсолютная нестабильность… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

translate.academic.ru

Широкополосный фильтр Red/Blue - Проинтех

 

FWDM RB 1
Краткое описание: оптический широкополосный фильтр Red/Blue, сетка частот 50-100 ГГц, Red band 1547,72-1560,61 нм, Blue band 1529,55-1542,14 нм.
Артикул: FWDM-RB-P(21-37)-R(44-60)
Гарантия: 5 лет
 

Заказать товар: FWDM-RB-P(21-37)-R(44-60)

...

 

 

Описание товара

Широкополосный оптический фильтр Red/Blue предназначен для разделения длин волн C-диапазона на два поддиапазона: «Blue» (1529,55-1542,14 нм) и «Red» (1547,72-1560,61 нм). Разделение рабочего диапазона требуется при использовании EDFA-усилителей в схемах включения систем уплотнения DWDM по одному оптическому волокну. 

 

Широкополосный фильтр Red/Blue применяется в сетях связи общего пользования для разделения C-диапазона при построении одноволоконных систем уплотнения DWDM с использованием усилителей. Устройство не требует электропитания, является полностью пассивным элементом.

Краткие характеристики
  • Технология производства: Thin Film Filter
  • Длины волн, пропускаемые в порт Pass: 1547,72-1560,61 нм
  • Длины волн, пропускаемые в порт Exp: 1529,55-1542,14 нм
  • Вносимые затухания на порту Pass: 0,71~0,92 дБ
  • Вносимые затухания на порту Exp: 0,71~0,92 дБ
  • Возвратные потери: UPC >40 дБ, APC >45 дБ
  • Суммарная входная оптическая мощность: <500 мВт
  • Изоляция смежных каналов: <15 дБ
  • Изоляция несмежных каналов: >30 дБ
  • Направленность: >50 дБ
  • Тип волокна: SMF-28e
  • Тип оптических разъемов: LC/FC/SC/без оптических разъемов
  • Полное соответствие рекомендациям Telcordia 1209/1221 и RoHS
  • Варианты исполнения:

   — в стальной трубке «steel tube» с оптическими выводами

   — в пластиковом корпусе «ABS box» с оптическими выводами

  • Рабочая температура: -5°C ~ +70°C
  • Температура хранения: -40°C ~ +85°C
Галерея изображений

FWDM RB 1FWDM RB

 

Загрузить полную техническую спецификацию на оптический фильтр FWDM-RB-P(21-37)-R(44-60)

 

www.prointech.ru

Микрополосковый широкополосный фильтр

Изобретение относится к технике сверхвысоких частот и может быть использовано в селективных трактах приемных и передающих систем.

Известен полосно-пропускающий фильтр (Патент РФ №2480867, Н01Р 1/203), содержащий диэлектрическую подложку, на одну сторону которой нанесено заземляемое металлизированное основание, а на вторую сторону нанесен полосковый проводник, частично расщепленный продольной щелью с одного конца. Относительная длина нерасщепленного участка двухмодового резонатора составляет от 16% до 65% его длины. Полосно-пропускающий фильтр, состоящий из одного двухмодового шпилькового микрополоскового резонатора, работает следующим образом. Он имеет две низкочастотные моды колебаний, одна из которых четная, а другая - нечетная. Для четной моды колебаний токи на расщепленном участке проводника по обе стороны щели текут в одном направлении и продолжают течь на нерасщепленном участке. Для нечетной моды токи на расщепленном участке текут в противоположных направлениях и отсутствуют на нерасщепленном участке.

Недостатком описанного полосно-пропускающего фильтра является использование малого числа (двух) мод колебаний резонатора, являющегося частично расщепленным полосковым проводником на диэлектрической подложке, что ограничивает возможности на улучшение его частотно-селективных свойств, а также их ухудшение при реализации широкой относительной полосы пропускания.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков является микрополосковый широкополосный полосно-пропускающий фильтр (Патент РФ №2504870, Н01Р 1/203), содержащий диэлектрическую подложку, на одну сторону которой нанесено заземленное основание, а на вторую сторону параллельно друг другу нанесены прямолинейные полосковые проводники резонаторов, и дополнительные полосковые проводники, боковые стороны которых соединены с соседствующими резонаторами, причем проводники наружных резонаторов одним концом короткозамкнуты, а дополнительные полосковые проводники разомкнуты. Фильтр работает следующим образом. Входная и выходная линии передачи подключаются к проводникам, причем расстояние от заземленных концов проводников до точек подключения внешних линий передачи определяется заданным уровнем отражений в полосе пропускания фильтра. Сигналы, частоты которых попадают в полосу пропускания, проходят на выход фильтра с минимальными потерями, в то время как на частотах вне полосы пропускания происходит отражение сигналов от входа устройства.

К недостаткам прототипа относятся не слишком широкая рабочая полоса пропускания и невысокие частотно-селективные свойства фильтра, обусловленные слабой крутизной низкочастотного склона полосы пропускания и сравнительно узкой высокочастотной полосой заграждения.

Задачей изобретения является расширение рабочей полосы пропускания и улучшение частотно-селективных свойств микрополоскового широкополосного полосно-пропускающего фильтра.

Указанная задача решается благодаря тому, что в микрополосковом широкополосном фильтре, содержащем диэлектрическую подложку, на одну сторону которой нанесено заземляемое основание, а на вторую - нанесены полосковые проводники, электромагнитно связанные между собой, согласно изобретению узкие и широкие прямоугольные полосковые проводники соединены друг с другом в форме нерегулярного меандра, его крайние узкие проводники со стороны свободных концов заземлены на основание, входной и выходной порты фильтра подключаются кондуктивно к крайним широким проводникам меандра через отрезки микрополосковых линий со скачком волнового сопротивления.

Техническим результатом изобретения является расширение полосы рабочих частот и улучшение частотно-селективных свойств фильтра за счет заявляемого расположения полосковых проводников на диэлектрической подложке.

Изобретение поясняется чертежами: Фиг. 1 - устройство заявляемого микрополоскового широкополосного фильтра; Фиг. 2 - измеренные амплитудно-частотные характеристики (S21, S11) изготовленного фильтра.

Заявляемый микрополосковый широкополосный фильтр (Фиг. 1) содержит диэлектрическую подложку 7, на одну сторону которой нанесено заземляемое основание, а на вторую - нанесены обладающие осевой симметрией полосковые проводники 2-12, соединенные друг с другом, а также связанные между собой электромагнитно. Полосковые проводники представляют собой отрезки микрополосковых линий. Прямоугольные узкие 2, 4, 6, 8 и широкие 3, 5, 7 полосковые проводники имеют форму «нерегулярного меандра», его крайние узкие проводники 2 со стороны свободных концов заземлены на основание. Входной и выходной порты фильтра подключены кондуктивно к крайним широким проводникам 3 меандра через четыре последовательно соединенных прямоугольных проводника 9-12, причем проводники 9, 11, 12 - узкие, а проводники 10 - широкие, благодаря этому возникает скачок волнового сопротивления отрезков микрополосковых линий.

Принцип действия микрополоскового широкополосного фильтра заключается в следующем. Нерегулярный меандр представляет собой соединенные чередующиеся узкие и широкие полосковые проводники различной длины и ширины, расположенные на диэлектрической подложке, что позволяет реализовать большой скачок волновых сопротивлений отрезков линий передачи. Так как крайние узкие проводники 2 меандра заземлены на основание, он является четвертьволновым резонатором, который, благодаря сворачиванию проводника и его топологии, имеет пять нижайших мод колебаний, резонансные частоты которых участвуют в формировании рабочей полосы пропускания. При этом значительное расширение полосы пропускания достигается благодаря «расталкиванию» резонансов этих мод колебаний за счет сильного взаимодействия. Если необходимо, количество таких резонансов несложно как увеличить, так и уменьшить, наращивая или понижая число периодов меандра соответственно. Например, при использовании меандра, состоящего из полосковых проводников 2-5, от него на частоты полосы пропускания попадают частоты только трех резонансов.

Дополнительно полосу пропускания устройства формируют два резонанса от прямоугольных проводников 9-12, которые также облегчают согласование широкополосного фильтра, кондуктивно подключаемого к 50 Ω входному и выходному портам. При реализации фильтра на подложках с низкой диэлектрической проницаемостью крайний широкий проводник 3 меандра кондуктивно подключается к портам.

В результате конструктивных особенностей используемых полосковых проводников существенно расширяется рабочая полоса пропускания фильтра, которая формируется семью резонансами (Фиг. 2), также на амплитудно-частотной характеристике наблюдается рост крутизны низкочастотного склона полосы пропускания и расширение высокочастотной полосы заграждения.

Значительному усилению подавления мощности на частотах высокочастотной полосы заграждения способствуют расположенные рядом по частотам на амплитудно-частотной характеристике (Фиг. 2) несколько полюсов затухания СВЧ-мощности, пара из которых возникает благодаря сильной связи между отрезками линий 10 и 7. Происхождение полюсов затухания мощности связано с тем, что на этих частотах емкостная и индуктивная связи отрезков линий взаимно компенсируют друг друга. Расширение высокочастотной полосы заграждения обусловлено большим скачком волновых сопротивлений отрезков линий передачи.

Пример выполнения

Фильтр был изготовлен на подложке из традиционного материала СВЧ-техники (керамика «ТБНС») толщиной 1 мм с диэлектрической проницаемостью ε=80. Длина и ширина полосковых проводников фильтра в мм: (2) - 5.8×0.6; (3) - 15.7×2.6; (4) - 1.9×0.1; (5) - 8.8×3.8; (6) - 14.1×0.1; (7) - 2.5×2.0; (8) - 2.5×0.1; (9) - 6.8×0.1; (10)- 4.3×1.6; (11) - 9.5×0.2; (12) - 5.6×0.1. Зазор между 3 и 11 проводниками 1.2 мм. Площадь подложки, с учетом отступа 1 мм от трех ее краев до проводников, составила 31.3×23.9 мм2.

Амплитудно-частотные характеристики прямых и обратных потерь (потерь на прохождение S21 и на отражение S11) заявляемого микрополоскового широкополосного фильтра, снятые в широкой полосе частот, показаны на Фиг. 2. Фильтр имеет относительную ширину полосы пропускания Δƒ/ƒ0≈95%, измеренную по уровню -3 дБ от уровня минимальных потерь, которые составляли величину Lmin≈0.8 дБ на центральной частоте полосы пропускания ƒ0≈0.45 ГГц. Преимуществами такого широкополосного фильтра являются наблюдаемые на амплитудно-частотной характеристике четыре полюса затухания мощности, один из которых расположен рядом с высокочастотным склоном рабочей полосы пропускания и способствует росту крутизны этого склона. Кроме того, все полюса затухания значительно усиливают подавление СВЧ-мощности на частотах высокочастотной полосы заграждения фильтра, и тем самым улучшают его частотно-селективные свойства.

Таким образом, заявляемое устройство с улучшенными частотно-селективными свойствами имеет более широкую рабочую полосу пропускания с крутым низкочастотным склоном, а также расширенную высокочастотную полосу заграждения.

Микрополосковый широкополосный фильтр, содержащий диэлектрическую подложку, на одну сторону которой нанесено заземляемое основание, а на вторую – нанесены полосковые проводники, электромагнитно связанные между собой, отличающийся тем, что узкие и широкие прямоугольные полосковые проводники соединены друг с другом в форме нерегулярного меандра, его крайние узкие проводники со стороны свободных концов заземлены на основание, причем входной и выходной порты фильтра подключены кондуктивно к крайним широким проводникам меандра через отрезки микрополосковых линий со скачком волнового сопротивления.Микрополосковый широкополосный фильтрМикрополосковый широкополосный фильтрМикрополосковый широкополосный фильтр

edrid.ru

ШИРОКОПОЛОСНЫЙ ПОЛОСНО-ПРОПУСКАЮЩИЙ ФИЛЬТР

Изобретение относится к технике сверхвысоких частот и может быть использовано в селективных трактах приемных и передающих систем.

Известен микрополосковый широкополосный полосно-пропускающий фильтр, содержащий диэлектрическую подложку, на одну сторону которой нанесено заземляемое основание, а на вторую сторону нанесены полосковые проводники в виде шпилечных резонаторов, состоящих из отрезков регулярных микрополосковых линий различной ширины, и электромагнитно связанных между собой, полосковые проводники выполнены в виде встречно направленных шпилечных резонаторов, и широкий отрезок полоскового проводника своим концом соединен с экраном (Патент РФ №2182738, Н01Р 1/203, Н01Р 1/205).

В таком фильтре, благодаря тому что шпилечные микрополосковые резонаторы образованы отрезками регулярных микрополосковых линий, имеющих различную ширину, и благодаря заземлению конца широкого участка полоскового проводника, происходит сближение резонансных частот первой и второй моды колебаний в каждом микрополосковом резонаторе. В результате в фильтре из (2+N) резонаторов в формировании амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) участвуют 2(2+N) рабочих колебаний. Например, фильтр из двух резонаторов имеет четыре рабочих типа колебаний и соответственно АЧХ четырехзвенного фильтра.

Недостатком описанного фильтра является то, что каждый его резонатор имеет всего две рабочие моды колебаний, а на АЧХ не наблюдается полюсов затухания, повышающих ее прямоугольность.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков является полосно-пропускающий фильтр (Патент РФ №2480867, Н01Р 1/203), содержащий диэлектрическую подложку, на одну сторону которой нанесено заземляемое металлизированное основание, а на вторую сторону нанесен полосковый проводник, частично расщепленный продольной щелью с одного конца. Относительная длина нерасщепленного участка двухмодового резонатора составляет от 16% до 65% его длины. Полосно-пропускающий фильтр, состоящий из одного двухмодового шпилькового микрополоскового резонатора, имеет две низкочастотные моды колебаний, одна из которых четная, а другая - нечетная. Для четной моды колебаний токи на расщепленном участке проводника по обе стороны щели текут в одном направлении и продолжают течь на нерасщепленном участке. Для нечетной моды токи на расщепленном участке текут в противоположных направлениях и отсутствуют на нерасщепленном участке.

Недостатком описанного полосно-пропускающего фильтра является использование малого числа (двух) мод колебаний резонатора, являющегося частично расщепленным полосковым проводником на диэлектрической подложке, что ограничивает возможности на улучшение его частотно-селективных свойств, а также их ухудшение при реализации широкой относительной полосы пропускания.

Задачей изобретения является повышение частотно-селективных свойств и расширение относительной полосы пропускания широкополосного полосно-пропускающего фильтра.

Указанная задача достигается тем, что в широкополосном полосно-пропускающем фильтре, содержащем диэлектрическую подложку, на одну сторону которой нанесено заземляемое основание, а на вторую нанесен полосковый проводник, частично расщепленный с одного конца, согласно техническому решению проводник, обладающий осевой симметрией, расщеплен широкой, а затем узкой продольными прорезями с длинами от 12% до 36% и от 14% до 41% длины проводника соответственно. За счет этого увеличивается число рабочих мод колебаний, формирующих полосу пропускания до шести. Еще четыре рабочие моды колебаний имеют нанесенные параллельно с обеих сторон, вдоль длинной стороны проводника, проводники связи, свернутые, например, П-образно.

Техническим результатом изобретения является повышение частотно-селективных свойств и расширение относительной полосы пропускания широкополосного полосно-пропускающего фильтра за счет заявляемого расположения на диэлектрической подложке расщепленного двумя прорезями полоскового проводника, являющегося многомодовым резонатором, и крайних свернутых, например, П-образно проводников связи, представляющих собой двухмодовые резонаторы.

Изобретение поясняется чертежами, где Фиг. 1 - устройство заявляемого широкополосного полосно-пропускающего фильтра, Фиг. 2 - амплитудно-частотные характеристики (S21, S11) заявляемого фильтра.

Заявляемый, состоящий из трех резонаторов, широкополосный полосно-пропускающий фильтр (Фиг. 1) содержит диэлектрическую подложку (7), на одну сторону которой нанесено заземляемое основание (2), а на вторую нанесен дважды расщепленный прорезями (4) и (5) с одного конца протяженный полосковый проводник (5), параллельно длинной стороне которого, на некотором расстоянии от него с обеих сторон нанесены свернутые, например, П-образно проводники связи, состоящие из нерегулярных соединенных между собой полосковых отрезков (6, 7, 8), к которым подключается тракт СВЧ.

Разберем принцип действия заявляемого широкополосного полосно-пропускающего фильтра (Фиг. 1). Его полосу пропускания (Фиг. 2) формируют шесть резонансов от многомодового дважды расщепленного резонатора - две низкочастотные моды колебаний, когда на смежных полосковых отрезках, расщепленных прорезями (4) и (5), высокочастотные токи текут в одном направлении и продолжают течь на нерасщепленном отрезке проводника (3), а также когда токи на противоположных расщепленных отрезках текут в противоположных направлениях и отсутствуют на нерасщепленном отрезке. Благодаря расширенной первой прорези (4) у полоскового проводника (3) и наличию второй узкой прорези (5) удается сблизить частоты еще четырех высших мод колебаний многомодового резонатора как, чтобы они также участвовали в формировании полосы пропускания. Также полосу пропускания фильтра формируют первые две низшие моды колебаний от каждого проводника связи (6, 7, 8). Поэтому общее количество резонансов - десять (Фиг. 2). Использование индуктивно-емкостной связи между резонаторами существенно увеличивает подавление мощности в низкочастотной и расширенной высокочастотной полосах заграждения, а благодаря полюсам затухания, расположенным рядом со склонами расширенной полосы пропускания, крутизна последней значительно возрастает.

Размеры дважды расщепленного проводника и проводников связи должны быть подобраны таким образом, чтобы их сближенные резонансы одновременно участвовали в формировании полосы пропускания, при этом понижение и повышение частот в основном осуществляется увеличением и сокращением длины проводников, а также размеров прорезей. Проводники связи, имеющие, например, П-образную форму, могут иметь и более сложный вид - большее число сворачиваний таких проводников с увеличением мод колебаний, формирующих полосу пропускания. Расширение и сужение полосы пропускания происходит за счет варьирования зазора между проводниками. Изменение ширины проводников и прорезей одновременно с изменением длины отрезка проводника (7) позволяет регулировать уровень обратных потерь в полосе пропускания. Значительное уменьшение и увеличение длины широкой и (или) узкой продольных прорезей приводит к значительному ухудшению частотно-селективных свойств широкополосного фильтра. Поэтому длина широкой прорези варьируется в пределах от 12% до 36% длины проводника, а длина узкой прорези - от 14% до 41% длины проводника.

Пример выполнения широкополосного полосно-пропускающего фильтра.

Была использована подложка площадью 34.20×17.55 мм2 из традиционного материала СВЧ техники (керамика ТБНС) толщиной h=1 мм с относительной диэлектрической проницаемостью εr=80. Отступы от краев подложки до отрезка проводника (8) равны толщине подложки h. Конструктивные параметры заявляемого фильтра (Фиг. 1): длина и ширина проводника (3): 30.00×7.55 мм2 соответственно; площадь, занимаемая прорезью (4): 8.60×7.35 мм2, прорезью (5): 7.20×0.05 мм2; длина и ширина отрезков проводников связи (6, 7, 8): 11.60×0.15 мм2, 3.55×0.70 мм2, 7.90×0.20 мм2 соответственно.

АЧХ прямых и обратных потерь заявляемого широкополосного полосно-пропускающего фильтра, снятые в широкой полосе частот, показаны на Фиг. 2. При этом видно, что полосу пропускания с центральной частотой f0≈1.3 ГГц и относительной шириной Δf/f0≈86%, измеренной по уровню -3 дБ от уровня минимальных потерь (Lmin≈0.67 дБ), формируют девять резонансов. При этом предпоследний высокочастотный резонанс в полосе пропускания является вырожденным. Однако высокая прямоугольность АЧХ фильтра обусловлена не только большим числом рабочих мод колебаний, но и еще полюсами затухания, близко расположенными рядом с обоими склонами полосы пропускания. Также полюса затухания усиливают подавление мощности на частотах расширенной высокочастотной полосы заграждения. Отметим, что относительная ширина полосы пропускания широкополосного полосно-пропускающего фильтра шире более чем в два раза, чем у фильтров, заявленных в прототипе (Патент РФ №2480867, Н01Р 1/203).

Таким образом, заявляемое устройство широкополосного полосно-пропускающего фильтра обладает более высокими частотно-селективных свойствами и значительно расширенной относительной полосой пропускания за счет увеличения числа рабочих мод колебаний дважды расщепленного проводника и его расположения относительно проводников связи.

Широкополосный полосно-пропускающий фильтр, содержащий диэлектрическую подложку, на одну сторону которой нанесено заземляемое основание, а на вторую нанесен полосковый проводник, частично расщепленный с одного конца, отличающийся тем, что проводник, обладающий осевой симметрией, расщеплен широкой, а затем узкой продольными прорезями с длинами от 12% до 36% и от 14% до 41% длины проводника соответственно, причем вдоль его длинной стороны с обеих сторон параллельно нанесены проводники связи, свернутые, например, П-образно. ШИРОКОПОЛОСНЫЙ ПОЛОСНО-ПРОПУСКАЮЩИЙ ФИЛЬТРШИРОКОПОЛОСНЫЙ ПОЛОСНО-ПРОПУСКАЮЩИЙ ФИЛЬТР

edrid.ru

Широкополосный полосковый фильтр

Изобретение относится к технике сверхвысоких частот и предназначено для частотной селекции сигналов.

Известен микрополосковый полосно-пропускающий фильтр [Патент RU №2182738, МКИ7 H01Р 1/203, 1/205, бюл. №14 от 20.05.2002], содержащий диэлектрическую подложку, одна сторона которой металлизирована и выполняет функцию заземляемого основания, а на вторую нанесены прямолинейные полосковые проводники. В таком фильтре полосковые проводники вместе с диэлектрической подложкой и заземляемым экраном образуют регулярные четвертьволновые микрополосковые резонаторы, электромагнитно связанные между собой. Недостатком фильтра является то, что он имеет большие размеры и полосу заграждения не более октавы, а возможности расширения его полосы пропускания ограничиваются тем обстоятельством, что емкостное и индуктивное взаимодействие резонаторов вычитаются друг из друга. Это не позволяет достичь достаточно большой величины полного коэффициента связи резонаторов, необходимого для реализации широкой полосы пропускания фильтра.

Наиболее близким аналогом по совокупности существенных признаков является полосно-пропускающий фильтр [Патент РФ №2237320, МПК7 Н01Р 1/203, опубл. 27.09.2004, бюл. №27], который содержит подвешенную диэлектрическую подложку (диэлектрическую пластину), на одну сторону которой нанесены короткозамкнутые на экран с одного торца подложки полосковые проводники, а на вторую сторону подложки вместо заземляемого основания также нанесены короткозамкнутые на экран, но с другого торца подложки, полосковые проводники. Фильтр такой конструкции имеет значительно меньшие размеры, по сравнению с аналогами, а протяженность полосы заграждения у такого фильтра существенно больше. Недостатком же фильтра является невозможность реализации относительной ширины полосы пропускания более 70%.

Техническим результатом изобретения является увеличение ширины полосы пропускания и увеличение электрической прочности полоскового фильтра.

Указанный технический результат достигается тем, что в широкополосном полосковом фильтре, содержащем диэлектрическую подложку, на одну сторону которой нанесены короткозамкнутые с одного конца полосковые проводники, а на вторую сторону нанесены короткозамкнутые с противоположного конца полосковые проводники, связанные электромагнитно, новым является то, что на вторую сторону подложки нанесены дополнительные полосковые проводники, боковые стороны которых гальванически соединены с соседствующими резонаторами.

Отличие заявляемого устройства от наиболее близкого аналога заключается в том, что на вторую сторону подложки нанесены дополнительные полосковые проводники, боковые стороны которых гальванически соединены с соседствующими резонаторами.

Таким образом, перечисленные выше отличительные от прототипа признаки позволяют сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию «новизна». Признаки, отличающие заявляемое техническое решение от прототипа, не выявлены в других технических решениях и, следовательно, обеспечивают заявляемому решению соответствие критерию «изобретательский уровень».

Сущность изобретения поясняется с помощью графических материалов:

На фиг. 1 топология проводников заявляемого полоскового фильтра пятого порядка. На фиг. 2 изображены рассчитанные амплитудно-частотные характеристики заявляемого пятирезонаторного фильтра (сплошная линия) и пятирезонаторного фильтра прототипа (штриховая линия).

Заявляемый широкополосный полосковый полосно-пропускающий фильтр (фиг. 1) содержит диэлектрическую подложку 1, на нижнюю сторону которой нанесены короткозамкнутые с одного торца подложки полосковые проводники 2, а на верхнюю сторону подложки также нанесены короткозамкнутые, но с другого торца подложки, полосковые проводники 3. Полосковые проводники 3 на верхней стороне подложки кондуктивно (гальванически) соединены между собой с помощью дополнительных полосковых проводников 4. Полосковые проводники наружных резонаторов на нижней стороне подложки кондуктивно подключены к входной и выходной линиям передачи.

Фильтр работает следующим образом. Входная и выходная линии передачи подключаются к проводникам, как показано на фиг. 1, причем расстояние от заземленных концов проводников до точек подключения внешних линий передачи определяется заданным уровнем отражений в полосе пропускания фильтра. Сигналы, частоты которых попадают в полосу пропускания, проходят на выход фильтра с минимальными потерями, в то время как на частотах вне полосы пропускания происходит отражение сигналов от входа устройства.

Благодаря наличию дополнительных полосковых проводников все резонаторы связаны между собой не только электромагнитно, но и кондуктивно. Величину коэффициента связи резонаторов можно изменять, варьируя как величины зазоров между резонаторами, так и расстояние от дополнительных проводников до заземленных концов резонаторов. Как известно, ширина полосы пропускания фильтра определяется, при прочих равных условиях, величиной коэффициента связи между резонаторами. Меняя расстояние от дополнительных проводников до закороченных концов резонаторов, можно в широких пределах менять величину коэффициента связи между резонаторами, не меняя при этом расстояния между ними. Благодаря этому можно получить относительную ширину полосы пропускания более 120%, с величинами зазоров, достаточными, чтобы обеспечить электрическую прочность фильтра, требуемую для работы с уровнями мощности в десятки ватт.

На фиг 2 приведены рассчитанные в программе электродинамического моделирования частотные зависимости вносимых потерь для заявляемого фильтра (сплошная линия) и фильтра прототипа (пунктирная линия). Оба фильтра имеют одинаковые размеры полосковой структуры 14.25×25 мм2 и выполнены на диэлектрической подложке толщиной 0.125 мм, имеющей диэлектрическую проницаемость ε=2.5. Ширина полосковых проводников резонаторов обоих фильтров 1.25 мм, расстояние от верхнего и нижнего экранов до поверхности подложки 5 мм. Длина дополнительных проводников в заявляемом фильтре составляет 0.5 мм, а их ширина равна зазорам между резонаторами, которые одинаковы и равны 2 мм. КСВ в полосе пропускания не хуже 1.5 для обоих фильтров.

Из графиков видно, что при прочих равных условиях заявляемый фильтр имеет существенно более широкую полосу пропускания по сравнению с фильтром прототипом. Так относительная ширина полосы пропускания заявляемого фильтра составляет Δƒ/ƒ0=100%, в то время как у фильтра прототипа она существенно меньше Δƒ/ƒ0=34%. При этом важно, что конструкция фильтра прототипа принципиально не позволяет реализовать относительную ширину полосы пропускания более 70%. При этом требуется существенно уменьшать зазоры между резонаторами для усиления их взаимодействия, что снижает предельную рабочую мощность устройства из-за возрастания вероятности электрического пробоя. Фильтр же заявляемой конструкции позволяет достигать относительной ширины полосы пропускания более 120%, при этом расстояние между проводниками резонаторов заявляемого фильтра могут быть достаточно большими, так как сильное взаимодействие резонаторов достигается гальванической связью посредством дополнительных полосковых проводников.

Таким образом, заявляемая конструкция позволяет реализовывать на ее основе миниатюрные широкополосные полосно-пропускающие фильтры с повышенным уровнем рабочей мощности.

Широкополосный полосковый фильтр, содержащий диэлектрическую подложку, на одну сторону которой нанесены короткозамкнутые с одного конца полосковые проводники, а на вторую сторону нанесены короткозамкнутые с противоположного конца полосковые проводники, связанные электромагнитно, отличающийся тем, что на вторую сторону подложки нанесены дополнительные полосковые проводники, боковые стороны которых гальванически соединены с соседствующими резонаторами.Широкополосный полосковый фильтрШирокополосный полосковый фильтр

edrid.ru

Широкополосные фильтры

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 2

Для выполнения фильтра на заданный диапазон частот применяют специальные широкополосные фильтры, которые имеют следующие достоинства:

1. Меньшую чувствительность к изменениям частоты в сети, к изменению параметров элементов фильтра и т.д.

2. Малое сопротивление широкому спектру гармоник, отсутствие необходимости разбивки фильтра на параллельные ветви.

3. Отсутствие проявления резонансных явлений на частотах, меньших нижней частоты настройки фильтра, что имеет место при применении нескольких настроенных узкополосных фильтров.

К недостаткам широкополосных фильтров следует отнести их более высокую мощность для получения одинакового уровня фильтрации и как следствие большие потери активной мощности в фильтре.

На рис. 3, а-г показаны четыре типа широкополосных фильтров: первого, второго, третьего порядков и С-типа.

Фильтр первого порядка применяется редко, так как для него требуется конденсатор большой мощности и потери на основной частоте велики.

Фильтр второго порядка удобен в эксплуатации, но потери на основной частоте по сравнению с фильтром третьего порядка велики.

Основным достоинством фильтра третьего порядка являются его малые потери на основной частоте (по сравнению с фильтром второго порядка), связанные с увеличением полного сопротивления на этой частоте. Увеличение полного сопротивления происходит из-за наличия конденсатора С2. Емкость С2<<С1.

а) б)

 

Рис. 3(а,б)

 

в) г)

Рисунок 3(в,г)

Фильтр С-типа по принципу действия занимает положение между фильтрами второго и третьего порядков. Основным его преимуществом являются существенно меньшие потери на основной частоте из-за того, что здесь С2 и L последовательно настроены. Такие фильтры наиболее чувствительны к изменениям основной частоты и отклонениям параметров элементов [1].

При расчете широкополосных фильтров добротность Q выбирается такой, чтобы обеспечить получение заданной характеристики в определенном диапазоне частот. В при расчете принимается

; (2.20)

обычно m=(0.5-2) при задании C находят L, R.

Активное и реактивное сопротивления полной проводимости фильтра

. (2.21)

Минимальное значение проводимости

(2.22)

 

1. Висящев А.Н. Электромагнитная совместимость в электроэнергетических системах: Учеб. Пособие для вузов. – Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2006.

 

⇐ Предыдущая12

©2015 arhivinfo.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.

arhivinfo.ru

МИКРОПОЛОСКОВЫЙ ШИРОКОПОЛОСНЫЙ ПОЛОСНО-ПРОПУСКАЮЩИЙ ФИЛЬТР

Изобретение относится к технике сверхвысоких частот и может быть использовано в селективных трактах приемных и передающих систем.

Известен широкополосный полосно-пропускающий фильтр, содержащий диэлектрическую подложку, на одну сторону которой нанесено заземляемое основание, а на вторую сторону нанесены полосковые проводники в виде шпилечных резонаторов, состоящие из отрезков регулярных микрополосковых линий различной ширины, электромагнитно связанных между собой (Патент РФ №2182738, Н01Р 1/203, Н01Р 1/205). Полосковые проводники выполнены в виде встречно направленных шпилечных резонаторов, а широкий отрезок полоскового проводника своим концом соединен с экраном. Полосно-пропускающий фильтр из двух резонаторов имеет четыре рабочих типа колебаний (по два в каждом резонаторе) и соответственно амплитудно-частотную характеристику (АЧХ) четырехзвенного фильтра.

Недостатком описанного широкополосного полосно-пропускающего фильтра является его недостаточно высокая селективность: отсутствие вблизи границ полосы пропускания полюсов затухания для усиления подавления мощности электромагнитных волн на этих частотах; слабое подавление мощности электромагнитных волн в низкочастотной и высокочастотной полосах заграждения, а также узкая высокочастотная полоса заграждения.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков является микрополосковый полосно-пропускающий фильтр, содержащий диэлектрическую подложку, на одну сторону которой нанесено заземляемое основание, а на вторую сторону нанесены соединенные в замкнутую прямоугольную рамку два полосковых проводника, имеющих разную ширину, и два полосковых проводника, имеющих ступенчатое изменение ширины. На этой же стороне подложки параллельно длинным сторонам прямоугольной рамки нанесены полосковые проводники, электромагнитно связанные с замкнутой прямоугольной рамкой. Многомодовый режим работы микрополоскового резонатора осуществляется за счет особой формы проводников, конструктивно представляющих собой замкнутую прямоугольную рамку (Патент РФ №2475900, Н01Р 1/00, Н03Н 9/46). Благодаря такому соединению полосковых проводников и их нерегулярностям можно сблизить частоты нижайших резонансов так, чтобы они сформировали первую полосу пропускания фильтра. Еще два резонанса, формирующих полосу пропускания, образуются на тех частотах, где суммарная электрическая длина (набег фазы) полосковых проводников рамки равна 360°.

К недостаткам прототипа относятся узкая рабочая полоса пропускания и недостаточно высокая селективность вследствие слабого подавления мощности электромагнитных волн в низкочастотной и высокочастотной полосах заграждения.

Задачей изобретения является расширение рабочей полосы пропускания и улучшение селективных свойств микрополоскового полосно-пропускающего фильтра.

Указанная задача решается благодаря тому, что в микрополосковом широкополосном полосно-пропускающем фильтре, содержащем диэлектрическую подложку, на одну сторону которой нанесено заземляемое основание, а на вторую - нанесены полосковые проводники, согласно техническому решению, один из полосковых проводников, обладающий осевой симметрией, выполнен в виде нерегулярного меандра, причем, вдоль его длинных сторон, параллельно нанесены заземляемые на основание с внешней стороны свободных концов меандра протяженные одиночные полосковые проводники, обладающие осевой симметрией, связанные электромагнитно как с нерегулярным меандром, так и с крайними, одиночными протяженными полосковыми проводниками, также обладающими осевой симметрией, отличающиеся от последних длиной и шириной.

Техническим результатом изобретения является расширение полосы рабочих частот и улучшение селективных свойств за счет заявляемого расположения полосковых проводников на диэлектрической подложке.

Изобретение поясняется чертежами: Фиг.1 - устройство заявляемого микрополоскового широкополосного полосно-пропускающего фильтра, Фиг.2 - измеренные амплитудно-частотные характеристики (S21, S11) изготовленного фильтра.

Заявляемый микрополосковый широкополосный полосно-пропускающий фильтр (Фиг.1) содержит диэлектрическую подложку 1, на одну сторону которой нанесено заземляемое основание 2, а на вторую нанесены обладающие осевой симметрией полосковые проводники: проводник, свернутый в виде нерегулярного меандра, состоящий из четырех отличных по длине и ширине протяженных (длина отрезков проводников в несколько раз превосходит их ширину) отрезков полосковых проводников 3, 4 и соединяющих их трех отличных по длине и ширине коротких отрезков полосковых проводников 5, 6, также параллельно длинной внешней стороне меандра нанесены заземляемые на основание 2 со стороны свободных концов меандра одиночные протяженные полосковые проводники 7, электромагнитно связанные как с нерегулярным меандром, так и с одиночными крайними (к которым подключается тракт СВЧ) протяженными полосковыми проводниками 8.

Принцип действия микрополоскового широкополосного полосно-пропускающего фильтра заключается в следующем. Нерегулярный меандр 3-6 представляет собой соединенные отрезки полосковых проводников различной длины и ширины и является резонатором, который имеет четыре моды колебаний, резонансные частоты которых близки и участвуют в формировании рабочей полосы пропускания. Полосу пропускания формируют также четвертьволновые резонансы одиночных полосковых проводников 7, заземленных на основание 2, и крайних полосковых проводников 8.

В результате конструктивных особенностей используемых полосковых проводников существенно расширяется рабочая полоса пропускания фильтра, которая формируется всеми восемью резонансами (Фиг.2), а также увеличивается затухание электромагнитных волн на частотах низкочастотной и высокочастотной полос заграждения.

Существенному увеличению подавления мощности на частотах полос заграждения способствует смежное подключение тракта СВЧ к крайним полосковым проводникам, за счет чего возникает одновременно и емкостная, и индуктивная связь этих проводников с другими проводниками фильтра. В результате, как видно из рисунка Фиг.2, на АЧХ рядом с рабочей (первой) полосой пропускания наблюдаются по два полюса затухания СВЧ мощности как около низкочастотного, так и около высокочастотного склонов рабочей полосы пропускания. Происхождение полюсов затухания мощности связано с тем, что на этих частотах емкостная и индуктивная связи входных полосковых проводников с остальными полосковыми проводниками взаимно компенсируют друг друга.

Пример выполнения: фильтр был изготовлен на подложке из традиционного материала СВЧ техники (ФЛАН-2.8) толщиной 2 мм с диэлектрической проницаемостью ε=2.8. Конструктивные параметры фильтра были следующими: длина и ширина крайних полосковых проводников (8), смещенных от нижнего края подложки на 2.2 мм: 42.7×1.0 мм, соответственно. Длина и ширина одиночных протяженных узких проводников (7) - 37.2×0.7 мм, зазор до крайних проводников - 0.2 мм, до полосковых отрезков нерегулярного меандра (3) - 0.4 мм. Смещение этих отрезков (5) от нижнего края подложки - 4.0 мм, а их длина и ширина - 48,2 и 0.3 мм, соответственно. Длина и ширина широких коротких полосковых отрезков нерегулярного меандра (5 и 6) - 7.9×10.6 мм и 0.2×12,7 мм, соответственно, а узких протяженных полосковых отрезков (4) - 48.1×6.7 мм. Длина и ширина прорези между ними - 35.5×0.2 мм, соответственно. Отрезки проводников (8, 7, 3, 4) электромагнитно связаны друг с другом не по всей длине. Площадь подложки, на которой расположены все полосковые проводники, составила 54.1×38.6 мм2.

Амплитудно-частотные характеристики прямых и обратных потерь (потерь на прохождение S21 и на отражение S11) заявляемого фильтра, снятые в широкой полосе частот, показаны на Фиг.2. Фильтр имеет относительную ширину полосы пропускания Δf/f0≈83.6%, измеренную по уровню -3 дБ от уровня минимальных потерь, которые составляли величину Lmin≈0.8 дБ на центральной частоте полосы пропускания f0≈1.34 ГГц. Преимуществами такого микрополоскового широкополосного полосно-пропускающего фильтра являются наблюдаемые на АЧХ, расположенные рядом с рабочей полосой пропускания четыре полюса затухания, которые повышают прямоугольность ее склонов и значительно увеличивают затухание СВЧ мощности в полосах заграждения, тем самым улучшая селективные свойства устройства.

Таким образом, заявляемое устройство имеет более широкую рабочую полосу пропускания, а также за счет наличия вблизи полосы пропускания полюсов затухания, лучшие частотно-селективные свойства, проявляющиеся в более сильном подавлении мощности электромагнитных волн на частотах низкочастотной и высокочастотной полос заграждения.

Микрополосковый широкополосный полосно-пропускающий фильтр, содержащий диэлектрическую подложку, на одну сторону которой нанесено заземляемое основание, а на вторую нанесены полосковые проводники, отличающийся тем, что один из полосковых проводников выполнен в виде нерегулярного меандра, причем, вдоль его длинных сторон, параллельно нанесены заземляемые на основание со стороны свободных концов меандра протяженные полосковые проводники, связанные электромагнитно как с меандром, так и с крайними, протяженными полосковыми проводниками, отличающиеся от последних длиной и шириной. МИКРОПОЛОСКОВЫЙ ШИРОКОПОЛОСНЫЙ ПОЛОСНО-ПРОПУСКАЮЩИЙ ФИЛЬТРМИКРОПОЛОСКОВЫЙ ШИРОКОПОЛОСНЫЙ ПОЛОСНО-ПРОПУСКАЮЩИЙ ФИЛЬТР

edrid.ru