×
23.10.2018
218.016.9529

МИКРОПОЛОСКОВЫЙ ФИЛЬТР ВЕРХНИХ ЧАСТОТ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к технике сверхвысоких частот и может быть использовано в селективных трактах приемных и передающих систем. Микрополосковый фильтр верхних частот содержит диэлектрическую подложку, одна поверхность которой полностью металлизирована и служит заземляемым основанием, а на другой поверхности расположен прямоугольный полосковый металлический проводник. Новым является то, что полосковый проводник, обладающий осевой симметрией, свернут в форме «шпильки» вдоль оси симметрии и соединен с заземляемым основанием через перпендикулярно состыкованный протяженный отрезок полоскового проводника. Техническим результатом изобретения является расширение относительной полосы пропускания микрополоскового фильтра верхних частот, а также улучшение его частотно-селективных свойств, в частности рост крутизны спада частотной характеристики, повышение технологичности изготовления и миниатюрности конструкции. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

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

Известен полосковый широкополосный фильтр верхних частот диапазона СВЧ (Полезная модель РФ №142052, Н01Р 1/205), выполненный на диэлектрической подложке, на нижнем основании которой нанесен экранный проводник и содержащий три последовательно включенных емкостных элемента, реализованных в виде тонкопленочных конденсаторов, и два параллельно включенных индуктивных элемента. Диэлектрическая подложка выполнена трехслойной, при этом на верхнем слое расположены входные и выходные микрополосковые подводящие линии, последовательно включенные емкостные элементы в виде тонкопленочных конденсаторов, параллельно включенные индуктивные элементы, реализованные в виде прямоугольных стековых спиралей, расположены на верхнем и втором внутреннем слое и соединены с экранным проводником на нижнем основании подложки через металлизированные отверстия. Частота среза полоскового широкополосного фильтра верхних частот диапазона СВЧ (Фиг. 3) - ƒc~1.2 ГГц.

Недостатком описанного полоскового широкополосного фильтра верхних частот диапазона СВЧ является использование в конструкции сосредоточенных элементов, что обуславливает его низкую технологичность, а также с ростом частоты среза фильтра их габариты уменьшаются настолько, что изготовление последних становится невозможным.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков является микрополосковый фильтр верхних частот (Полезная модель РФ №154063, Н01Р 1/203, Н01Р 1/205), содержащий диэлектрическую подложку, одна поверхность которой полностью металлизирована и служит заземляемым основанием, а на другой поверхности расположен прямоугольный полосковый металлический проводник, который одним своим широким краем соединен с экраном, а внешние линии передачи подключены к его узким краям с противоположных сторон.

Фильтр выполнен на подложке с диэлектрической проницаемостью ε=80 и толщиной 1 мм; подложка размещена в металлическом корпусе-экране, при этом высота верхней стенки экрана над поверхностью подложки составляет 5 мм. Внутренние размеры корпуса - 27×5×6 мм3. Частота среза микрополоскового фильтра верхних частот (Фиг. 4) ~ 2.6 ГГц, до частоты 7 ГГц на его амплитудно-частотной характеристике наблюдается полоса пропускания.

Недостатком описанного микрополоскового фильтра верхних частот является недостаточно широкая полоса пропускания, низкая технологичность и малая миниатюрность фильтра, вследствии использования в конструкции металлического корпуса-экрана. Также у такого фильтра нет возможностей для существенного наращивания крутизны спада частотной характеристики.

Задачей изобретения является расширение полосы пропускания микрополоскового фильтра верхних частот, улучшение его частотно-селективных свойств, а также уменьшение размеров и повышение технологичности изготовления конструкции.

Указанная задача достигается тем, что в микрополосковом фильтре верхних частот, содержащем диэлектрическую подложку, одна поверхность которой полностью металлизирована и служит заземляемым основанием, а на другой поверхности расположен полосковый металлический проводник, согласно техническому решению, отрезки полоскового проводника свернуты в форме «шпильки» вдоль оси симметрии и в центральной части соединены с заземляемым основанием, через перпендикулярно состыкованный протяженный отрезок полоскового проводника. В этом случае увеличивается взаимодействие между модами колебаний, что позволяет сформировать широкую полосу пропускания фильтра, используя семь резонансов конструкции. Улучшение частотно-селективных свойств микрополоскового фильтра верхних частот, а в частности рост крутизны спада частотной характеристики, осуществляется наращиванием числа n полосковых проводников, состыкованных друг с другом в виде меандровой линии, где n=2, 3, 4…, что также сопровождается увеличением числа резонансов, формирующих полосу пропускания фильтра на 2(n-1).

Техническим результатом изобретения является расширение полосы пропускания микрополоскового фильтра верхних частот, за счет заявляемого расположения на диэлектрической подложке полоскового проводника, а также улучшение его частотно-селективных свойств, в частности рост крутизны спада частотной характеристики, благодаря наращиванию числа n полосковых проводников, повышение миниатюрности и технологичности изготовления конструкции за счет отсутствия в ней металлического корпуса-экрана.

Изобретение поясняется чертежами: Фиг. 1 - устройство микрополоскового фильтра верхних частот, Фиг. 2 - его амплитудно-частотная характеристика (S21, S11) - Фиг. 3 - устройство микрополоскового фильтра верхних частот (n=3), Фиг. 4 - его амплитудно-частотная характеристика (S21, S11).

Заявляемый микрополосковый фильтр верхних частот (Фиг. 1), содержащей диэлектрическую подложку (1), одна поверхность которой полностью металлизирована и служит заземляемым основанием (2), а на другой поверхности расположен полосковый металлический проводник (3-5), отрезки полоскового проводника (3-4) свернуты в форме «шпильки» вдоль оси симметрии и в центральной части соединены с заземляемым основанием (2), через перпендикулярно состыкованный протяженный (длина в несколько раз больше, чем ширина) отрезок полоскового проводника (5). При этом отрезок (5) располагается снаружи свернутых отрезков (3, 4). На свободных концах отрезка полоскового проводника (3) расположены «вход» и «выход» фильтра.

В микрополосковом фильтре верхних частот (Фиг. 3) использовано три полосковых проводника (3-8), отрезки которых состыкованы друг с другом в виде меандровой линии.

Заявляемый фильтр заземлен на основание вместо используемого в прототипе металлического корпуса-экрана.

Разберем принцип действия микрополоскового фильтра верхних частот. Расположенные (Фиг. 1) на подложке (1) с высокой диэлектрической проницаемостью ε=80, свернутые в форме «шпильки» отрезки полоскового проводника (3-4) и отрезок полоскового проводника (5), при подаче на вход конструкции электромагнитного сигнала выполняют функцию микрополоскового резонатора. Длина отрезка (3) меньше примерно в два раза, чем длина отрезка (4). На амплитудно-частотной характеристике такого микрополоскового резонатора наблюдаются резонансы семи нижайших мод колебаний, которые формируют полосу пропускания. Выше по частоте располагаются несколько полюсов затухания, которые ограничивают полосу пропускания. При этом частота «нижайшего» полюса затухания определяет максимальную высокочастотную границу полосы пропускания фильтра верхних частот.

Варьируя длину и ширину отрезка полоскового проводника (5) можно корректировать собственные частоты микрополоскового резонатора, что позволяет настроить полосу пропускания заявляемого микрополоскового фильтра верхних частот с максимально допустимым уровнем потерь на отражение в ней S11≤-14 дБ.

Рост крутизны спада частотной характеристики заявляемой конструкции осуществляется дублированием n раз (n=2, 3, 4…) исходного полоскового проводника, состыкованного друг с другом в виде меандровой линии. Соответственно, число резонансов, формирующих полосу пропускания фильтра, увеличивается на 2(n-1). Так как длина и ширина добавляемых n внутренних полосковых проводников требует незначительной подстройки, в целом настройка фильтра отличается простотой даже при большом числе резонаторов.

Пример выполнения микрополоскового фильтра верхних частот (Фиг. 1). В конструкции была использована подложка размерами 5.46×5.14×1.00 мм3 из керамика ТБНС с диэлектрической проницаемостью ε=80. Отступы от краев подложки до отрезка полоскового проводника (3) равны толщине подложки h=1 мм. Частота среза (Фиг. 2) заявляемого фильтра ƒс=2 ГГц, что ниже, чем у прототипа, полоса пропускания фильтра, сформированная 7 резонансами, наблюдается на амплитудно-частотной характеристике до 8.6 ГГц, что протяженнее, чем у прототипа. При этом заявляемый фильтр занимает примерно в 29 раз меньший объем, чем фильтр-прототип. Конструктивные параметры фильтра, а в частности длина и ширина отрезков проводника (3), (4) и (5): 1.60×0.08 мм2, 3.46×0.40 мм2, 2.14×0.96 мм2, соответственно.

Пример выполнения микрополоскового фильтра верхних частот с числом полосковых проводников n=3 (Фиг. 3). В конструкции была использована подложка размерами 12.32×7.44×1.00 мм3 из керамика ТБНС с диэлектрической проницаемостью ε=80. Отступы от краев подложки до отрезка полоскового проводника (3) также равны толщине подложки h=1 мм. Частота среза (Фиг. 4) заявляемого фильтра ƒс=2 ГГц, что также ниже, чем у прототипа, полоса пропускания фильтра, сформированная 11 резонансами, наблюдается на амплитудно-частотной характеристике до 8.2 ГГц. При этом заявляемый фильтр занимает примерно в 9 раз меньший объем, чем фильтр-прототип. Конструктивные параметры фильтра, а в частности длина и ширина отрезков трех проводников - (3): 1.80×0.08 мм2, (4): 3.64×0.39 мм2, (5): 2.33×0.72 мм2, (6): 1.98×0.29 мм2, (7): 3.62×0.40 мм, (8): 2.34×0.66 мм. При этом увеличение числа полосковых проводников n сопровождается существенным наращиванием крутизны спада частотной характеристики фильтра.

Таким образом, заявляемый микрополосковый фильтр верхних частот обладает более широкой относительной полосой пропускания, лучшими частотно-селективными свойствами, за счет возможности наращивания в конструкции числа полосковых проводников n, а также большей миниатюрностью и технологичностью изготовления, за счет отсутствия у него металлического корпуса-экрана.


МИКРОПОЛОСКОВЫЙ ФИЛЬТР ВЕРХНИХ ЧАСТОТ
МИКРОПОЛОСКОВЫЙ ФИЛЬТР ВЕРХНИХ ЧАСТОТ
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-10 of 61 items.
26.08.2017
№217.015.d863

Теплоизоляционный материал

Изобретение относится к производству теплоизоляционных материалов в виде матов, а именно сырьевой смеси, предназначенных для строительства, в частности для многослойных стеновых вертикальных и горизонтальных панелей, и для теплоизоляции различных сооружений. Теплоизоляционный материал на основе...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002622654
Дата охранного документа: 19.06.2017
20.11.2017
№217.015.efd3

Гольмий-марганцевый сульфид с гигантским магнитосопротивлением

Изобретение может быть использовано в производстве элементов микроэлектроники, сенсорной техники. Гольмий-марганцевый сульфид с гигантским магнитосопротивлением включает марганец и серу и дополнительно содержит гольмий при следующем соотношении компонентов, мас.%: гольмий 2,5-15, марганец...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002629058
Дата охранного документа: 24.08.2017
29.12.2017
№217.015.f73d

Способ создания реактивной тяги бесклапанного пульсирующего воздушно-реактивного двигателя

Способ создания реактивной тяги бесклапанного пульсирующего воздушно-реактивного двигателя может быть применен в двигателях летательных аппаратов. Способ включает циклический выброс продуктов сгорания и всасывание атмосферного воздуха во впускном канале с осуществлением одновременной генерации...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002639279
Дата охранного документа: 20.12.2017
29.12.2017
№217.015.fb0f

Способ технического обслуживания карданных шарниров

Изобретение относится к области машиностроения и предназначено для обслуживания карданных шарниров на игольчатых подшипниках. Способ технического обслуживания карданных шарниров заключается в том, что вначале проводят предварительную разметку положения вилок карданного шарнира, затем разбирают...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002640157
Дата охранного документа: 26.12.2017
20.01.2018
№218.016.1993

Устройство развертывания трансформируемых механических систем космического аппарата

Изобретение относится к средствам перевода трансформируемых конструкций (например, солнечных батарей) космического аппарата из сложенного положения в раскрытое. Устройство содержит кронштейны (1) и (2), прикрепленные к взаимно подвижным элементам (4) и (5) (например, панелям) конструкции...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002636207
Дата охранного документа: 21.11.2017
20.01.2018
№218.016.1b25

Электрический имитатор аккумуляторной батареи с защитой по току и напряжению и устройство защиты электрического имитатора аккумуляторной батареи

Изобретение относится к преобразовательной технике, предназначенной для имитации характеристик аккумуляторных батарей, и может быть использовано при испытаниях систем электропитания, работающих в режиме заряда и разряда. Технический результат заключается в повышении коэффициента использования...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002635897
Дата охранного документа: 16.11.2017
20.01.2018
№218.016.1b4e

Способ создания электрореактивной тяги

Изобретение относится к способу создания электрореактивной тяги. Способ состоит в том, что после создания электрореактивной тяги в режиме горения топлива при импульсном давлении в усеченной сферической камере сгорания с образованием огненного ядра в камере сгорания и плазменного ядра в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002635951
Дата охранного документа: 17.11.2017
04.04.2018
№218.016.30bb

Микрополосковый широкополосный фильтр

Изобретение относится к СВЧ-радиотехнике, в частности к фильтрам. Микрополосковый широкополосный фильтр содержит диэлектрическую подложку, на одну сторону которой нанесено заземляемое основание, а на вторую - полосковые проводники, электромагнитно связанные между собой. Узкие и широкие...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002644976
Дата охранного документа: 15.02.2018
04.04.2018
№218.016.34cd

Тяговое мобильное устройство для круговой обработки почвы

Изобретение относится к области сельскохозяйственного машиностроения, в частности к орудиям, применяемым, например, на круговых полях. Тяговое мобильное устройство для круговой обработки почвы содержит центральную опору со стрелой, связанной с возможностью вращения относительно опоры через...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002646050
Дата охранного документа: 01.03.2018
10.05.2018
№218.016.42f8

Импульсный детонационный ракетный двигатель

Импульсный детонационный ракетный двигатель содержит детонационную камеру сгорания, вход которой через торцевую стенку служит для порционного ввода детонационного топлива и герметично соединен через баллистическое устройство с магнитокумулятивным генератором импульсов, источник начального...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002649494
Дата охранного документа: 03.04.2018
Showing 1-10 of 68 items.
20.02.2013
№216.012.288c

Микрополосковый полосно-пропускающий фильтр

Микрополосковый полосно-пропускающий фильтр относится к технике сверхвысоких частот и может быть использован в селективных трактах приемных и передающих систем. Достигаемый технический результат-повышение технологичности изготовления, а также улучшение его селективных свойств. Микрополосковый...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002475900
Дата охранного документа: 20.02.2013
27.04.2013
№216.012.3bc9

Микрополосковый двухполосный полосно-пропускающий фильтр

Изобретение относится к технике сверхвысоких частот и предназначено для частотной селекции сигналов на двух несущих частотах. Техническим результатом является улучшение селективных свойств двухполосного полосно-пропускающего фильтра за счет возможности расположения двух полос пропускания на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002480866
Дата охранного документа: 27.04.2013
20.07.2013
№216.012.5840

Микрополосковый диплексер

Изобретение относится к технике сверхвысоких частот и предназначено для объединения или разделения сигналов на двух несущих частотах. Технический результат - повышение частотно-селективных свойств диплексера за счет как угодно близкого расположения по частоте полосы пропускания низкочастотного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002488200
Дата охранного документа: 20.07.2013
20.01.2014
№216.012.9903

Микрополосковый широкополосный полосно-пропускающий фильтр

Изобретение относятся к технике сверхвысоких частот и предназначено для частотной селекции сигналов. Технический результат заключается в расширении высокочастотной полосы заграждения полосно-пропускающего микрополоскового фильтра и уменьшении его размеров. Микрополосковый фильтр содержит...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002504870
Дата охранного документа: 20.01.2014
20.04.2014
№216.012.bb78

Полосковый фильтр с широкой полосой заграждения

Изобретение относится к технике сверхвысоких частот. Технический результат - увеличение протяженности полосы заграждения фильтра и уровня затухания в ней. Полосковый фильтр с широкой полосой заграждения, содержащий подвешенную между экранами диэлектрическую пластину, на обе поверхности которой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002513720
Дата охранного документа: 20.04.2014
10.05.2014
№216.012.c28f

Управляемый фазовращатель

Управляемый фазовращатель относится к технике высоких и сверхвысоких частот и может использоваться для управления фазой сигналов в антенных решетках и системах передачи информации. Достигаемый технический результат - упрощение конструкции. Управляемый фазовращатель содержит...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002515556
Дата охранного документа: 10.05.2014
10.09.2014
№216.012.f375

Полосно-пропускающий свч фильтр

Изобретение относится к технике сверхвысоких частот и может использоваться в селективных трактах приемных и передающих систем. Технический результат - увеличение уровня подавления в полосах заграждения. Полосно-пропускающий СВЧ фильтр, содержащий полосковые резонаторы на подвешенной подложке,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002528148
Дата охранного документа: 10.09.2014
20.12.2014
№216.013.1234

Датчик слабых высокочастотных магнитных полей

Изобретение относится к измерительной технике, представляет собой датчик слабых высокочастотных магнитных полей и может применяться в первую очередь в магнитометрии. Датчик содержит диэлектрическую подложку, на верхней стороне которой нанесены полосковые проводники двух микрополосковых...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002536083
Дата охранного документа: 20.12.2014
10.01.2015
№216.013.19fa

Оптический многослойный полосно-пропускающий фильтр

Фильтр может быть использован в оптических устройствах связи и спектрометрах комбинационного рассеяния света. Фильтр содержит симметричную конструкцию из чередующихся диэлектрических слоев с высоким и низким показателем преломления, образующую систему однослойных резонаторов, разделенных один...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002538078
Дата охранного документа: 10.01.2015
10.03.2015
№216.013.30b1

Микрополосковый широкополосный полосно-пропускающий фильтр

Изобретение относится к технике сверхвысоких частот и может быть использовано в селективных трактах приемных и передающих систем. Достигаемый технический результат - расширение полосы рабочих частот и улучшение селективных свойств. Микрополосковый широкополосный полосно-пропускающий Фильтр...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002543933
Дата охранного документа: 10.03.2015
+ добавить свой РИД