×
13.01.2017
217.015.7d6a

Результат интеллектуальной деятельности: ФИЛЬТР ПОДАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОМЕХ

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение может быть применено для подавления электромагнитных помех в цепях питания постоянного тока электронных устройств ВЧ и СВЧ диапазонов. Технический результат - повышение эффективности подавления электромагнитных помех и электромагнитной экранировки фильтра в дециметровом диапазоне длин волн, а также совместимости технологии изготовления фильтра с технологией изготовления многослойной структуры модуля СВЧ. Достигается тем, что многослойная структура фильтра состоит не менее чем из одиннадцати диэлектрических слоев. На диэлектрических слоях располагаются последовательно соединенные между собой при помощи переходных отверстий не менее пяти обкладок плоских конденсаторов и не менее двух прямоугольных спиральных индуктивностей, а также четыре металлизированные плоскости, являющиеся вторыми обкладками конденсаторов. По периметру слоев выполнены металлизированные рамки, соединенные между собой и металлизированными плоскостями при помощи переходных отверстий. Рамки отделены от обкладок конденсаторов и индуктивностей зазорами. Соединенные между собой металлизированные рамки и плоскости образуют электромагнитный экран фильтра. На первом слое структуры на двух металлизированных площадках располагается не менее чем один конденсатор поверхностного монтажа, соединенный при помощи переходных отверстий с элементами фильтра. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области техники сверхвысоких частот (СВЧ) и может быть применено для подавления электромагнитных помех в цепях питания постоянного тока электронных устройств ВЧ и СВЧ диапазонов, расположенных в модуле СВЧ [1], выполненном в виде многослойной диэлектрической структуры.

Известен индуктивно-емкостной фильтр нижних частот, содержащий чередующиеся подложки в виде внешних металлизированных обкладок из пъезокерамики, плоские катушки индуктивности на ферритовой подложке с максимально возможной проницаемостью, а также расположенный между ними электростатический экран. Данный фильтр предназначен для подавления помех в цепях питания телекоммуникационной аппаратуры, ВЧ и СВЧ техники, а также в других устройствах цифровой обработки сигналов [2].

Основные недостатки данного индуктивно-емкостного фильтра нижних частот:

- невозможность его выполнения в едином технологическом цикле с модулем СВЧ, выполненном в виде многослойной диэлектрической структуры, из-за использования в качестве материала подложки композиционного магнитоэлектрического материала состава феррит - пьезокерамика,

- низкая эффективность в дециметровом диапазоне частот, обусловленная наличием паразитных межвитковых емкостей, снижающих передаточный импеданс фильтра на высоких частотах; наличие только одного электростатического экрана между плоскими катушками не позволяет эффективно реализовать электромагнитную экранировку на высоких частотах, что приводит к возникновению паразитной межслойной емкости и снижению передаточного импеданса фильтра,

- слабая электромагнитная экранировка из-за отсутствия внешних конструктивных экранирующих элементов.

Известны фильтры электромагнитных помех, содержащие не менее одной пары оппозитно расположенных плоских спиральных катушек индуктивности без сердечника и плоский конденсатор [3]. Данные фильтры предназначены для подачи питания на электронные устройства и применяются в диапазоне ультравысоких частот, могут быть сконструированы на печатных платах и подложках из полупроводникового материала.

Данные фильтры электромагнитных помех, в отличие от первого аналога, выполняются на печатных диэлектрических платах и могут быть выполнены в едином технологическом цикле с многослойной диэлектрической структурой модуля СВЧ. Но такие фильтры изначально предназначены для применения в высокочастотных преобразователях энергии и могут использоваться как в четырехполюсных схемах, так и в шестиполюсных схемах (дифференциальный режим). Фильтры обладают следующими недостатками:

- структура фильтров не оптимальна для использования в четырехполюсных схемах, так как индуктивные и емкостные элементы не соединены между собой и для выполнения коммутационных элементов потребуется дополнительное место,

- слабая электромагнитная экранировка из-за отсутствия внешних конструктивных экранирующих элементов, вследствие чего при размещении нескольких таких фильтров в многослойной структуре модуля СВЧ в непосредственной близи друг от друга между их элементами может возникнуть значительная электромагнитная связь, снижающая эффективность подавления электромагнитных помех.

Техническим результатом изобретения является повышение эффективности подавления электромагнитных помех и электромагнитной экранировки фильтра в дециметровом диапазоне длин волн, совместимости технологии его изготовления с технологией изготовления многослойной диэлектрической структуры модуля СВЧ.

Указанный технический результат достигается тем, что фильтр подавления электромагнитных помех (ФПЭП) выполнен в виде многослойной структуры, изготавливаемой в едином технологическом цикле с модулем СВЧ, при этом многослойная структура состоит не менее чем из одиннадцати диэлектрических слоев. На первом слое выполнены две металлизированные площадки, разделенные зазором. Первая площадка соединена с первой металлизированной плоскостью, выполненной на втором слое и являющейся первой обкладкой первого конденсатора. Вторая площадка, являющаяся выходом фильтра, соединена через окошко в первой металлизированной плоскости со второй обкладкой первого конденсатора, выполненной в виде прямоугольной металлизированной площадки на третьем слое. Первая металлизированная плоскость соединена с первой металлизированной рамкой, расположенной по периметру третьего слоя и отделенной зазором от второй обкладки первого конденсатора. Вторая обкладка первого конденсатора соединена с первой индуктивностью, расположенной на четвертом слое и выполненной в виде металлизированной спирали. Первая металлизированная рамка соединена со второй металлизированной рамкой, расположенной по периметру четвертого слоя и отделенной зазором от первой индуктивности. Противоположный вывод первой индуктивности соединен с первой обкладкой второго конденсатора, выполненной в виде прямоугольной металлизированной площадки на пятом слое. Вторая металлизированная рамка соединена с третьей металлизированной рамкой, расположенной по периметру пятого слоя и отделенной зазором от первой обкладки второго конденсатора. Третья металлизированная рамка соединена со второй металлизированной плоскостью, выполненной в шестом слое и являющейся второй обкладкой второго конденсатора. Первая обкладка второго конденсатора соединена через окошко во второй металлизированной плоскости с первой обкладкой третьего конденсатора, выполненной в виде прямоугольной металлизированной площадки на седьмом слое. Вторая металлизированная плоскость соединена с четвертой металлизированной рамкой, расположенной по периметру седьмого слоя и отделенной зазором от первой обкладки третьего конденсатора. Четвертая металлизированная рамка с третьей металлизированной плоскостью, выполненной на восьмом слое. Вторая и третья металлизированные плоскости являются вторыми обкладками третьего конденсатора. Первая обкладка третьего конденсатора соединена через окошко в третьей металлизированной плоскости с первой обкладкой четвертого конденсатора, выполненной в виде прямоугольной металлизированной площадки на девятом слое, причем второй обкладкой четвертого конденсатора является третья металлизированная плоскость. Третья металлизированная плоскость соединена с пятой металлизированной рамкой, расположенной по периметру девятого слоя и отделенной зазором от первой обкладки четвертого конденсатора. Первая обкладка четвертого конденсатора соединена со второй индуктивностью, расположенной на десятом слое и выполненной в виде металлизированной спирали, а также с первой обкладкой пятого конденсатора, выполненной в виде прямоугольной металлизированной площадки на одиннадцатом слое. Пятая металлизированная рамка соединена с шестой металлизированной рамкой, расположенной по периметру десятого слоя и отделенной зазором от второй индуктивности. Противоположный вывод второй индуктивность является входом фильтра, для подключения к которому в шестой металлизированной рамке предусмотрен разрыв. Шестая металлизированная рамка соединена с седьмой металлизированной рамкой, расположенной по периметру одиннадцатого слоя и отделенной зазором от первой обкладки пятого конденсатора. Седьмая металлизированная рамка соединена с четвертой металлизированной плоскостью, выполненной на обратной стороне одиннадцатого слоя и являющейся второй обкладкой пятого конденсатора. Все межслойные соединения элементов фильтра выполнены при помощи не менее чем одного переходного металлизированного отверстия, а межслойные соединения металлизированных плоскостей и металлизированных рамок выполнены переходными металлизированными отверстиями, расположенными по периметру структуры, у ее краев, в один ряд. На первом слое размещен не менее чем один конденсатор для поверхностного монтажа, соединенный с металлизированными площадками.

Металлизированные плоскости и металлизированные рамки, соединенные между собой переходными металлизированными отверстиями, проходящими по периметру структуры со второго слоя до обратной стороны одиннадцатого слоя, образуют электромагнитный экран фильтра.

Изобретение поясняется чертежами.

На фигуре 1 приведена послойная структура ФПЭП.

На фигуре 2 приведена эквивалентная схема ФПЭП.

На фигуре 3 представлен коэффициент передачи изготовленного ФПЭП.

Структура ФПЭП (фиг. 1) содержит одиннадцать диэлектрических слоев - с 1 по 11 соответственно. На слое 1 на металлизированных площадках 12 и 13 установлен конденсатор для поверхностного монтажа 14. Площадка 12 является выходом фильтра. Площадка 13 соединена с первой металлизированной плоскостью 15, выполненной на слое 2 и являющейся первой обкладкой первого конденсатора. В первой металлизированной плоскости 15 выполнено окошко 16 для соединения площадки 12 со второй обкладкой первого конденсатора 17, расположенной на слое 3. Вокруг обкладки 17 выполнена первая металлизированная рамка 18. На слое 4 выполнена первая индуктивность 19, вокруг которой расположена вторая металлизированная рамка 20. На слое 5 выполнена первая обкладка второго конденсатора 21 и расположенная вокруг нее третья металлизированная рамка 22. На слое 6 расположена вторая металлизированная плоскость 23, являющаяся второй обкладкой второго конденсатора, в которой выполнено окошко 24 для соединения обкладки 21 с первой обкладкой третьего конденсатора 25, расположенной на слое 7. На слое 7 вокруг обкладки 25 выполнена четвертая металлизированная рамка 26. На слое 8 выполнена третья металлизированная плоскость 27, являющаяся одновременно со второй металлизированной плоскостью 23 второй обкладкой третьего конденсатора. В третьей металлизированной плоскости 27 выполнено окошко 28 для соединения обкладки 25 с первой обкладкой четвертого конденсатора 29, расположенной на слое 9. Второй обкладкой четвертого конденсатора является третья металлизированная плоскость 27. На слое 9 вокруг обкладки 29 выполнена пятая металлизированная рамка 30. На слое 10 выполнена вторая индуктивность 31, вокруг которой расположена шестая металлизированная рамка 32. В рамке 32 предусмотрен разрыв для реализации входа фильтра, образованного одним из выводов индуктивности 31. На слое 11 расположена первая обкладка пятого конденсатора 33, вокруг которой выполнена седьмая металлизированная рамка 34. На обратной стороне слоя 11 выполнена четвертая металлизированная плоскость 35, являющаяся второй обкладкой пятого конденсатора.

На структуре ФПЭП (фиг. 1) условно показаны соединения элементов фильтра, не относящихся к элементам электромагнитного экрана.

На эквивалентной схеме ФПЭП (фиг. 2) емкости C1…С5 и индуктивности L1, L2 реализованы в многослойной структуре в виде распределенных элементов, а емкость С* выполнена в виде конденсатора для поверхностного монтажа.

Осуществление изобретения.

В качестве примера, ФПЭП выполнен на основе низкотемпературной совместно обжигаемой керамики по технологии LTCC. Первый, четвертый, пятый, шестой, седьмой, десятый и одиннадцатый слои структуры выполнены из керамики A6S фирмы FERRO толщиной до обжига 0,254 мм. Прочие слои структуры выполнены из той же керамики, но толщиной 0,127 мм. Такой выбор толщины слоев, а также взаимное расположение слоев позволяет уменьшить погонную емкость индуктивностей, увеличивая тем самым их волновые сопротивления, а также получить более высокую погонную емкость конденсаторов.

Применение конденсатора для поверхностного монтажа позволяет повысить вносимое фильтром затухание в области низких частот.

При габаритных размерах фильтра 5×5 мм, емкости конденсатора для поверхностного монтажа C1, равной 270 пФ, ширине проводников, образующих индуктивности, равной 0,15 мм и количестве ее витков, равном четырем, зазорах между обкладками конденсаторов и рамками, равных 0,15 мм, диаметре переходных отверстий 0,2 мм - вносимое затухание ФПЭП составит более 30 дБ в диапазоне частот от 500 МГц до 3000 МГц (фиг. 3). Коэффициент передачи между двумя выходами ФПЭП при объединенных входах и расположении ФПЭП в непосредственной близи друг от друга, составляет не более минус 55 дБ в диапазоне частот от 0 до 3000 МГц.

Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет повысить эффективность подавления электромагнитных помех и электромагнитной экранировки фильтра в дециметровом диапазоне длин волн, при этом технология его изготовления совместима с технологией изготовления многослойной структуры модуля СВЧ.

ЛИТЕРАТУРА

1. ГОСТ 23221-78 Модули СВЧ, блоки СВЧ. Термины, определения и буквенные обозначения. - М.: Издательство стандартов, 1986. - 17 с.

2. Патент №2373621 РФ, МПК H02J 1/02 (2009.11). Фильтр подавления электромагнитных помех / Бичурин М.И., Килиба Ю.В., Пукинский Ю.Ж.

3. Патент 20090146755 A1 US, МПК Н04В 3/56, Н03Н 7/00 (2009.07). Planar emi filter / Xun Liu, Chi Kwan Lee, Ron Shu Yuen Hui (прототип).


ФИЛЬТР ПОДАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОМЕХ
ФИЛЬТР ПОДАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОМЕХ
ФИЛЬТР ПОДАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОМЕХ
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 331-340 of 580 items.
13.01.2017
№217.015.79d9

Способ импульсного освещения процессов

Изобретение относится к способам осуществления подсветки для скоростной кинорегистрации в полигонных условиях. Способ включает одновременное инициирование горения и метание фотосмеси. Метание фотосмеси производят при помощи магнитоимпульсного метательного устройства, начало работы которого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002599146
Дата охранного документа: 10.10.2016
13.01.2017
№217.015.79fd

Устройство пассивной защиты ядерного реактора на быстрых нейтронах (варианты)

Изобретение относится к системам остановки ядерных реакторов на быстрых нейтронах. Устройство содержит две емкости внутри шестигранного корпуса (1), геометрически идентичного корпусу тепловыделяющей сборки. Верхняя герметичная емкость (2) размещена выше активной зоны (7) реактора и заполнена...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002599045
Дата охранного документа: 10.10.2016
13.01.2017
№217.015.7b79

Электрическая машина с мультипликатором

Изобретение относится к электротехнике, а именно к электрическим машинам с волновой передачей. Электрическая машина с мультипликатором содержит корпус 10, статор 3, ротор 4 и волновую передачу в режиме мультипликатора с телами качения 7, причем мультипликатор размещен коаксиально внутри ротора...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002600574
Дата охранного документа: 27.10.2016
13.01.2017
№217.015.7c5e

Блок бокового отражателя ядерного реактора на быстрых нейтронах с тяжелым жидкометаллическим теплоносителем

Изобретение относится к ядерным реакторам на быстрых нейтронах с тяжелым жидкометаллическим теплоносителем. Блок бокового отражателя изготовлен из стали марки 16Х12МВСФБР-Ш и снабжен внутренней проточной полостью, выход из которой расположен в верхнем торце блока. Полость занимает от 0.85 до...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002600457
Дата охранного документа: 20.10.2016
13.01.2017
№217.015.7cc9

Способ получения нанокристаллического порошка диоксида циркония

Изобретение относится к технологии неорганических материалов, в частности к способам получения нанокристаллического порошка диоксида циркония, стабилизированного добавками редкоземельных элементов (РЗЭ), и может быть использовано для изготовления катализаторов и сорбентов, технической керамики...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002600636
Дата охранного документа: 27.10.2016
13.01.2017
№217.015.7daf

Установка для определения выхода летучих веществ из тяжелого жидкометаллического теплоносителя в газовую среду

Изобретение относится к области ядерной энергетики, к радиационному анализу материалов. Установка для определения выхода летучих веществ из жидкометаллического теплоносителя в газовую среду содержит петлю циркуляции газа, включающую емкость с нагревательными элементами, в нижней части которой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002600732
Дата охранного документа: 27.10.2016
13.01.2017
№217.015.7e60

Двухтактный усилитель мощности

Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано в качестве усилителя синусоидальных колебаний высокой мощности. Технический результат - разделение функций ограничения обратного напряжения и регулирования выходной мощности. В усилителе мощности с трансформаторным входом и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002601182
Дата охранного документа: 27.10.2016
13.01.2017
№217.015.8093

Способ получения плазменного источника светового излучения и устройство для его осуществления

Изобретение относится к плазменной технике, в частности к способам и устройствам с излучающей плазмой, и может быть использовано для решения широкого круга технических задач, например при испытаниях приборов и материалов на устойчивость к облучению световым излучением, аналогичным излучению...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002602093
Дата охранного документа: 10.11.2016
13.01.2017
№217.015.8258

Способ структурирования зашумленных оптических сигналов

Изобретение относится к приемникам оптических сигналов и может быть использовано для восстановления кодовой комбинации из зашумленных оптических сигналов. Способ восстановления кодовой комбинации из зашумленных цифровых оптических сигналов, заключающийся в их приеме, преобразовании в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002601438
Дата охранного документа: 10.11.2016
13.01.2017
№217.015.82e9

Устройство для инициирования зарядов взрывчатых веществ

Изобретение относится к инициированию зарядов взрывчатых веществ (ВВ). Устройство содержит инициируемое светочувствительное ВВ, источник света с источником питания, при этом светочувствительное ВВ соединено с источником света оптическим жгутом, а в качестве источника света использован лазерный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002601845
Дата охранного документа: 10.11.2016
Showing 331-340 of 417 items.
13.01.2017
№217.015.79d9

Способ импульсного освещения процессов

Изобретение относится к способам осуществления подсветки для скоростной кинорегистрации в полигонных условиях. Способ включает одновременное инициирование горения и метание фотосмеси. Метание фотосмеси производят при помощи магнитоимпульсного метательного устройства, начало работы которого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002599146
Дата охранного документа: 10.10.2016
13.01.2017
№217.015.79fd

Устройство пассивной защиты ядерного реактора на быстрых нейтронах (варианты)

Изобретение относится к системам остановки ядерных реакторов на быстрых нейтронах. Устройство содержит две емкости внутри шестигранного корпуса (1), геометрически идентичного корпусу тепловыделяющей сборки. Верхняя герметичная емкость (2) размещена выше активной зоны (7) реактора и заполнена...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002599045
Дата охранного документа: 10.10.2016
13.01.2017
№217.015.7b79

Электрическая машина с мультипликатором

Изобретение относится к электротехнике, а именно к электрическим машинам с волновой передачей. Электрическая машина с мультипликатором содержит корпус 10, статор 3, ротор 4 и волновую передачу в режиме мультипликатора с телами качения 7, причем мультипликатор размещен коаксиально внутри ротора...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002600574
Дата охранного документа: 27.10.2016
13.01.2017
№217.015.7c5e

Блок бокового отражателя ядерного реактора на быстрых нейтронах с тяжелым жидкометаллическим теплоносителем

Изобретение относится к ядерным реакторам на быстрых нейтронах с тяжелым жидкометаллическим теплоносителем. Блок бокового отражателя изготовлен из стали марки 16Х12МВСФБР-Ш и снабжен внутренней проточной полостью, выход из которой расположен в верхнем торце блока. Полость занимает от 0.85 до...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002600457
Дата охранного документа: 20.10.2016
13.01.2017
№217.015.7cc9

Способ получения нанокристаллического порошка диоксида циркония

Изобретение относится к технологии неорганических материалов, в частности к способам получения нанокристаллического порошка диоксида циркония, стабилизированного добавками редкоземельных элементов (РЗЭ), и может быть использовано для изготовления катализаторов и сорбентов, технической керамики...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002600636
Дата охранного документа: 27.10.2016
13.01.2017
№217.015.7daf

Установка для определения выхода летучих веществ из тяжелого жидкометаллического теплоносителя в газовую среду

Изобретение относится к области ядерной энергетики, к радиационному анализу материалов. Установка для определения выхода летучих веществ из жидкометаллического теплоносителя в газовую среду содержит петлю циркуляции газа, включающую емкость с нагревательными элементами, в нижней части которой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002600732
Дата охранного документа: 27.10.2016
13.01.2017
№217.015.7e60

Двухтактный усилитель мощности

Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано в качестве усилителя синусоидальных колебаний высокой мощности. Технический результат - разделение функций ограничения обратного напряжения и регулирования выходной мощности. В усилителе мощности с трансформаторным входом и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002601182
Дата охранного документа: 27.10.2016
13.01.2017
№217.015.8093

Способ получения плазменного источника светового излучения и устройство для его осуществления

Изобретение относится к плазменной технике, в частности к способам и устройствам с излучающей плазмой, и может быть использовано для решения широкого круга технических задач, например при испытаниях приборов и материалов на устойчивость к облучению световым излучением, аналогичным излучению...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002602093
Дата охранного документа: 10.11.2016
13.01.2017
№217.015.8258

Способ структурирования зашумленных оптических сигналов

Изобретение относится к приемникам оптических сигналов и может быть использовано для восстановления кодовой комбинации из зашумленных оптических сигналов. Способ восстановления кодовой комбинации из зашумленных цифровых оптических сигналов, заключающийся в их приеме, преобразовании в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002601438
Дата охранного документа: 10.11.2016
13.01.2017
№217.015.82e9

Устройство для инициирования зарядов взрывчатых веществ

Изобретение относится к инициированию зарядов взрывчатых веществ (ВВ). Устройство содержит инициируемое светочувствительное ВВ, источник света с источником питания, при этом светочувствительное ВВ соединено с источником света оптическим жгутом, а в качестве источника света использован лазерный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002601845
Дата охранного документа: 10.11.2016
+ добавить свой РИД