Сверхвысокочастотный фильтр

Сверхвысокочастотный фильтр

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЮЪВЛИН

3(59 Н -01 Р 1/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ::

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21 ) 3389455/18-09 (22) 29.01.82 ,(46 ) 30.11.83. Бюл.944 (72) И.Б.Егоров, В.Б.Казанский и В.И. Украинец (71 ) Харьковский ордена Трудового

Красного Знамени и ордена Дружбы народов государственный университет им. A.Ì..Ãîðüêîão (53) 621 ° 372.852(088.8) (56) 1. Dube В.К. The desing of

filters using helical resonator s

in the VHF band. — Journal ..)nst.

Electron. and Telecommun. Eng." 1976

22, N2, р.77-79.

2. Авторское свидетельство СССР

В 586604, кл. Н 01 Р 1/201, 1976 (прототип). (54 )(57) СВЕРХВЫСОКОЧАСТОТНЫЙ

ФИЛЬТР, содержащий спиральные резонаторы, расположенные параллельно, и экраны, размещенные между ними и в которых выполнены отверстия связи, отличающийся

„„SU„„1058010 A тем, что, с целью повышения избирательности в широком диапаз1оне частот для электромагнитных волн с магнитной составляющей, параллельной осям спиральных резонаторов, и pammpeния рабочей полосы рабочих частот для электромагнитных волн с ортогональной поляризацией, в каждом спиральном резонаторе выполнены две продольные щели, лежащие в диаметрально противоположных плоскостях, параллельных плоскости размещения осей спиральных резонаторов, края экранов соединены с витками соседних спиральных резонатороц,по кромкам продольных щелей, а отверстия связи ориентированы перпендикулярно к осям о спиральных резонаторов и расположены между соседними витками спиральных резонаторов, причем период размещения отверстий связи на порядок меньше расстояния между осями соседних спиральных резонаторов, которое выбрано меньше минимальной длины волны полосы рабочих частот.

10S8010

Изобретение относится к радиотехнике СВЧ и предназначено для использования в линиях передачи СВЧ энергии в качестве частотно-избирательного и поляризационного фильтра.

Известен сверхвысокочастотный фильтр, содержащий спиральные резонаторы (1 3.

Данный сверхвысокочастотный фильтр обеспечивает частотную и поляризационную селекцию, но имеет ограниченную 10 рабочую полосу частот и частотную избирательность.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является сверхвысокочастотный фильтр, содержащий 35 спиральные резонаторы, расположенные параллельно, Й экраны, размещен- ные между ними и в которых выполнены отверстия связи С2 3.

Наличие экранов несколько повыша- g() ет избирательность.

Недостатками известного сверхвысокочастотного фильтра являются недостаточная избирательность в широком диапазоне частот для электромагнитных волн с магнитной составляющей, параллельной осям спиральных резонаторов,и недостаточно широкая полоса рабочих частот для электромагнитных волн с ортогональной поляри= 30 зацией.

Цель изобретения — повышение избирательности в широком диапазоне частот для электромагнитных волн с магнитной составляющей, параллельной осям .спи- 35 ральных резонаторов, и расширение полосы рабочих частот для электромагнитных волн с ортогональной поляризацией.

Для достижения поставленной цели в сверхвысокочастотном фильтре, содержащем спиральные резонаторы, располо-.4О женные параллельно, и экраны, размещенные между ними и в которых выполнены отверстия связи, в каждом спиральном резонаторе выполнены две продольные щели, лежащие в диаметрально про-45 тйвоположных плоскостях, параллельных плоскости размещения осей спиральных резонаторов, края экранов соединены с витками соседних спиральных резонаторов по кромкам продоль- g) ных щелей, а отверстия связи ориентированы перпендикулярно к осям спи» ральных резонаторов и расположены между соседними витком спиральных резонаторов, причем период размеще- 55 ния отверстий связи на порядок меньше расстояния между осями соседних спиральных резонаторов, которое выбрано меньше минимальной длины .волны полосы рабочих частот. 60

На чертеже приведена конструкция сверхвысокочастотного фильтра.

Сверхвысокочастотный фильтр содержит спиральные резонаторы 1, расположенные параллельно. В каждом спиральном резонаторе 1 выполнены две продольные щели 2, лежащие в диаметрально противоположных t. ëoñтях, параллельных плоскости размещения осей спиральных резонаторов 1.

Между спиральными резонаторами 1 размещены экраны 3, края которых соединены,с витками соседних спиральных резонаторов 1 по кромкам продольных целей 2. В экранах 3 выполнены отверстия 4 связи, ориентированные перпендикулярно осям спиральных резонаторов 1 и расположены между соседними витками спиоальных резонаторов 1, причем период размецения отверстий 4 связи на порядок меньше расстояния между осями ,соседних спиральных резонаторов 1, которое меньше минимальной длины волны полосы рабочих частот.

Сверхвысокочастотный фильтр работает следующим образом.

Рассмотрим два случая взаимодействия сверхвысокочастотного,фильтра с электромагнитными волнами: случай Н-поляризации (магнитная состав ляющая параллельна осям спиральных резонаторов 1) Е-поляризация (электрическая компонента ориентирована вдоль этого .направления).

При взаимодействии с Н-поляризованной волной магнитная составляющая в падающем токе направлена вдоль осей спиральных резонаторов, а электрическая — перпендикулярно им. За счет имеющего место выполнения и размещения экранов 3, а так же отверстий 4 связи, наведенные

СВЧ-токи проводимости не претерпе вают разрывов на поверхности экра-, нов 3. При этом за счет выполненйя условий, накладываемых на соотношение размеров, экрайы 3 с отверстиями 4 связи эквивалентны сплошным металлическим поверхностям. Для данной поляризации экраны 3 выполняют свое прямое назначение: экранируют определенные области от проникновения электромагнитного излучения. За счет наличия электрического контакта между экранами 3 и спиральными резонаторами 1, электромагнитное поле в местах соединения краев экранов 3 с витками спиральных резонаторов 1, также не проникает (за счет наводящихся СВЧ-токов в этих местах ) во внутренние области н экраны 3. И только на витках спиральных резонаторов 1, где выполнены продольные щели 2 СВЧтоки терпят разрыв и падающее поле переиэлучается во внутренние полос ти спиральных резонаторов 1, в которых и происходит дальнейшее распространение волны. 3а счет выбранных размеров элементов спиральных резонаторов 1 их внутренние полости

1058010

Составитель Н. Ткачева

Редактор О. Сопко Техрей В.далекорей КорректоР И. Муска

Заказ 9588/54 Тираж 590 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 являются отражающими для рассматри-, ваемых переизлученных в эти полости волн. При этом волна, подойдя к про-i дольным щелям 2 в спиральных резонаторах 1 с диаметрально противоположной стороны (назовем эту сторо- 5 ну устройства "теневой" ), частично отражается назад во внутреннюю полость спиральных резонаторов 1, а частично выходит через продольные щели 2. Дойдя до продольных щелей 10

2 в витках спиральных резонаторов 1, через которые падающее поле переизлучалось во внутреннюю полость, с этой волной происходит аналогичный, описанный вьые процесс, т.е. 15 во внутренних полостях спиральных резонаторов 1 устанавливается про,цесс многократного переотражения электромагнитных, волн, характерный для резонансных систем. К тому же, если принять во внимание токи смещения, имеющие место в местах выполнения продольных щелей 2 на вит-.. ках спиральных резонаторов 1, то для волн с данной поляризацией падения спиральные резонаторы .1 можно считать "электродинамически целостными". Таким образом, в рассматри.ваемой полости устанавливается стоячая волна. Если при этом диаметр спиральных резонаторов 1 по отноше- -ЗО нию к длине волны в резонансной полости имеет такое соотношение, что многократно переотраженные волны складываются в. фазе со стороны продольных целей 2 "теневой" части, 35 то имеет место условие интерференциоиного максимума, т.е. резонанса.

В этом случае без:учета оммических потерь падающее поле практически полностью проходит через внутренние по- 4Q лости спиральных резонаторов 1 и переиэлучается в пространство в том же направлении, что и падающая волна.

Если же многократно переотраженные

45 волны складываются в противофазе, то падающее на него электромагнитное поле отражается.

При изменении длины волны падающего поля во внутренних полостях спиральных резонаторов 1 имеет место чередование синфазного и противофазного условий многократно переотраженных электромагнитных волн. Указанное условие обеспечивает широкий диапазон рабочих частот. Избирательность для

Н-поляризованных волн определяется шириной продольных щелей 2, выполненных в витках спиральных резонаторов

1, поперечными размерами спиральных резонаторов 1, а также зависит от геометрических параметров отверстий связи 4 в экране 3 и шага намотки.

При взаимодействии предлагаемого устройства с. ортогонально поляризованными волнами, т.е. с волнами, у которых электрическая составляющая параллельна осям спиральных резонаторов 1, наведенные СВЧ-токи проводимости.претерпевают разрыв. Так, СВЧ-токи претерпевают разрыв на отверстиях 4 связи в экранах 3 и волна переизлучается через эти отверстия

4 связи во внутреннюю область под экраны 3. Взаимодействуя со спиральными резонаторами 1 волна также переизлучается через них за счет того же разрыва СВЧ-токов. Частично пале про-. никает во внутренние полости спиральных резонаторов 1, из которых также ,как и из области между спиральными резонаторами 1 через элементы витков ,спиральных резонаторов 1 и через отверстия.4 связи в экрайах 3 с "теневой" стороны (за сМет того же разрыва СВЧ-токов ) волна переизлучается в пространство, сохраняя направление распространения падающего поля.

При этом вплоть до сверхнизких частот нет ограничения полосы прозрачности для падающих волн с данной поляризацией.

В предлагаемом сверхвысокочастотном фильтре по сравнению с известнымизбирательность для Н-поляризованных волн повышается как минимум в -7 раз, а полоса рабочих частот для Н и Еполяризованных волн расширяется до 200%.