Свч-фильтр
Реферат
Использование: для селекции сигналов в приемопередающей и измерительной радиоаппаратуре. Сущность изобретения: содержит корпус, в котором выполнена цилиндрическая камера. Намагниченный ферритовый резонатор с витковыми элементами связи размещен в цилиндрической камере, между внутренней поверхностью которой и поверхностью ферритового резонатора размещена диэлектрическая оболочка, которая образована двумя слоями диэлектрических материалов. Приведены соотношения для выбора величин диэлектрических проницаемостей материалов и размеров цилиндрической камеры. 1 ил.
Изобретение относится к технике СВЧ, а именно к перестраиваемым по частоте полоснопропускающим фильтрам, применяемым для селекции сигналов в приемно-передающей и измерительной радиоаппаратуре. Цель изобретения расширение полосы пропускания при обеспечении низкого уровня паразитных резонансов. Для этого в СВЧ-фильтре, содержащем выполненную в корпусе по меньшей мере одну цилиндрическую камеру, в которой размещен намагниченный гиромагнитный резонатор в виде сферы, окруженный двумя ортогональными и замкнутыми первыми концами на корпус витковыми элементами связи, вторые концы которых соединены соответственно с сигнальными проводниками отрезков линии передачи, между внутренней поверхностью цилиндрической камеры и поверхностью гиромагнитного резонатора размещена введенная диэлектрическая оболочка, которая выполнена в виде двух слоев из диэлектрических материалов, величины диэлектрических проницаемостей которых и размеры цилиндрической камеры выбраны из соотношений где p -диэлектрическая проницаемость гиромагнитного резонатора; 1 диэлектрическая проницаемость диэлектрического материала слоя, примыкающего к гиромагнитному резонатору; 2 диэлектрическая проницаемость диэлектрического материала слоя, примыкающего к внутренней поверхности цилиндрической камеры; в диэлектрическая проницаемость воздуха Rp, R8, Rk соответственно радиусы гиромагнитного резонатора, виткового элемента связи и цилиндрической камеры; hk высота цилиндрической камеры; t толщина диэлектрического слоя, примыкающего к гиромагнитному резонатору. На чертеже показана конструкция многозвенного устройства. СВЧ-фильтр содержит входной 1 и выходной 1I отрезки коаксиальных линий передачи, сигнальные проводники 2,2I которых подключены к крайним ВЭС 3,3V. свободные концы ВЭС 3,ЗV замкнуты на заземляющий корпус 4. Промежуточные ВЭС 3I, ЗII, 3III, 3IV соединены попарно сигнальными проводниками отрезков коаксиальных линий передачи (линий связи), при этом свободные концы этих ВЭС также замкнуты на корпус. Гиромагнитные резонаторы 5, 5I,5II, выполненные в виде сферы, окружены соответствующей парой взаимно ортогональных ВЭС (3 и ЗI, 3II и 3III, ЗIV и ЗV) и размещены в цилиндрических камерах 6, 6I, 6II выполненных в корпусе 4. Между внутренней поверхностью цилиндрической камеры и поверхностью гиромагнитного резонатора размещена диэлектрическая оболочка, которая выполнена в виде двух слоев 7, 7I из разных диэлектрических материалов. При этом величины диэлектрических проницаемостей материалов слоев и размеры цилиндрической камеры выбраны из соотношений где p диэлектрическая проницаемость ГР; 1-диэлектрическая проницаемость диэлектрического материала слоя, примыкающего к ГР; 2 диэлектрическая проницаемость диэлектрического материала слоя, примыкающего к внутренней поверхности цилиндрической камеры; в диэлектрическая проницаемость воздуха; Rp, Rb, Rk -соответственно радиусы ГP, ВЭС и цилиндрической камеры; hk высота цилиндрической камеры; t толщина диэлектрического слоя, примыкающего к ГР. Для создания магнитного поля Н, намагничивающего ГР 5, 5I, 5II служит электромагнит, не показанный на фигуре (8-выборка вкорпусе фильтра под полюсные наконечники электромагнита). Намагниченные ГР 5, 5I, 5II установлены в цилиндрических камерах на теплопроводящих диэлектрических стержнях 9, 9I, 9II, которые контактируют с позисторами 10, 10I, подключенными к внешнему источнику питания. Устройство является полоснопропускающим фильтром, перестройка резонансной частоты которого осуществляется изменением напряженности магнитного поля Н при изменении тока в катушках электромагнита. Ширина полосы пропускания определяется нагруженной добротностью намагниченных ГP, связанных друг с другом и с коаксиальными линиями передачи через ВЭС и отрезки линии связи. Большое заграждение сигналов, частоты которых лежат вне полосы пропускания фильтра, определяется качеством ортогональности ВЭС в каждой цилиндрической камере, а также количеством звеньев. Кроме того количество звеньев определяет частотную избирательность (прямоугольность АЧХ) фильтра и уровень паразитных резонансов. Расширение полосы пропускания при сохранении низкого уровня паразитных резонансов достигается благодаря избирательному действию двухслойной диэлектрической оболочки. Избирательное действие последней заключается в повышении концентрации СВЧ поля в пространстве, заключенном внутри ВЭС, где размещен намагниченный ГР, за счет ослабления концентрации СВЧ поля в пространстве, находящемся вне ВЭС. Это обусловлено различием диэлектрической проницаемости слоев и указанным их расположением. При этом не нарушается однородность структуры СВЧ поля в области размещения ГР и уменьшаются потери энергии СВЧ обусловленные токами проводимости в стенках экранированных камер. Приведенные соотношения между радиусами Г P, ВЭС и экранированной камеры корпуса, а также между высотой и радиусом последней являются предельными случаями максимального сближения составляющих элементов звена фильтра при формировании однородного поля СВЧ в области гиромагнитного резонатора. Данное сближение необходимо для достижения максимальной связи между резонаторами и ВЭС, а следовательно, максимальной ширины полосы пропускания. Использование двухслойной диэлектрической оболочки позволяет решить вопрос сопряжения звеньев при настройке многозвенного фильтра. Процесс формирования этой оболочки осуществляется в два этапа. Вначале на ГР формируют внутренний слой оболочки из композиционного диэлектрика, внешний радиус этого слоя должен быть незначительно меньше внутреннего радиуса ВЭС и осуществляют настройку фильтра на заданную АЧХ, вращая ГР с помощью диэлектрических стержней и ориентируя их по изотропному направлению в магнитном поле Н электромагнита. Затем формируют внешний диэлектрический слой оболочки, заполняя полностью свободное пространство в экранированных камерах корпуса каким-либо пластичным -диэлектриком с диэлектрической проницаемостью близкой к воздуху, который обычно используют как связку при производстве композиционных диэлектриков. После полимеризации этого диэлектрика обеспечивается жесткость крепления элементов звеньев, при этом параметры настроенного фильтра практически не изменяются. Установление верхнего предела для 1 вызвано необходимостью увеличения частоты диэлектрического резонанса комбинированного узла "гиромагнитный резонатор диэлектрическая оболочка", которая может ограничивать рабочий диапазон перестройки фильтра, так как резонанс является паразитным. При этом 1 не должна превышать диэлектрическую проницаемость гиромагнитного резонатора с целью обеспечения в нем однородного поля СВЧ.
Формула изобретения
СВЧ-фильтр, содержащий выполненную в корпусе по меньшей мере одну цилиндрическую камеру, в которой размещен намагниченный гиромагнитный резонатор в виде сферы, окруженный двумя ортогональными и замкнутыми первыми концами на корпус витковыми элементами связи, вторые концы которых соединены соответственно с сигнальными проводниками отрезков линии передачи, отличающийся тем, что, с целью расширения полосы пропускания при обеспечении низкого уровня паразитных резонансов, между внутренней поверхностью цилиндрической камеры и поверхностью гиромагнитного резонатора размещена введенная диэлектрическая оболочка, которая выполнена в виде двух слоев из диэлектрических материалов, величины диэлектрических проницаемостей которых и размеры цилиндрической камеры выбраны из соотношений p > 1 > 2 в, Rв2Rр, Rк1,5Rв, hк2Rк, t (Rв-Rp). где p - диэлектрическая проницаемость материала гиромагнитного резонатора; 1 - диэлектрическая проницаемость материала слоя, примыкающего к гиромагнитному резонатору; 2 - диэлектрическая проницаемость материала слоя, примыкающего к внутренней поверхности цилиндрической камеры; в - диэлектрическая проницаемость воздуха; Rр, Rв, Rк радиусы соответственно гиромагнитного резонатора, виткового элемента связи и цилиндрической камеры; hк высота цилиндрической камеры; t толщина слоя из диэлектрического материала, примыкающего к гиромагнитному резонатору.РИСУНКИ
Рисунок 1MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Номер и год публикации бюллетеня: 29-2000
Извещение опубликовано: 20.10.2000