×
21.02.2019
219.016.c507

Результат интеллектуальной деятельности: РЕЗОНАТОРНЫЙ ПОЛОСОВОЙ СВЧ-ФИЛЬТР

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к радиотехнике, в частности к фильтрам. Резонаторный полосовой СВЧ-фильтр содержит внешние сферы, внутренние элементы, индуктивный штырь, цилиндрические соединительные штыри и элементы связи в виде коаксиальных линий, два резонатора, металлические вставки и элементы связи. Резонаторы выполнены проходными и сферическими, в центре каждого из которых расположена металлическая вставка в виде металлического ядра, образованного сферой с тонкой металлической шайбой по ее периметру, а оба ядра вдоль центральной оси соединены цилиндрическим штырем через отверстие, сформированное пересечением внешних сфер. Элементы связи выполнены в виде стандартных коаксиальных линий передачи, внутренние проводники которых состыкованы с металлическим ядром. Технический результат - простота конструкции, надежность, небольшие габариты. 2 ил.

Заявленное устройство относится к СВЧ-радиоэлектронике и может быть использовано для фильтрации радиосигналов.

Известна конструкция полосового фильтра, выполненного на основе короткозамкнутого отрезка цилиндрического волновода с двумя цилиндрическими керамическими резонаторами, закрепленными на центральной оси волновода с помощью специальных держателей из диэлектрика на некотором расстоянии друг от друга и коаксиальными элементами связи подстройка которого осуществляется с помощью винтов [US Patent N 4760361. Double-mode filter / Y. Kobayashi, 1988]. Недостатками этого двухмодового фильтра являются габаритные размеры, что обусловлено необходимостью использования сразу двух керамических резонаторов, сложность конструкции и необходимость использования элементов подстройки.

Известна конструкция другого двухмодового СВЧ-фильтра на цилиндрическом волноводе с волноводными элементами связи и крестообразной резонансной диафрагмой в центре волновода широко используемого в мультиплексорах бортовых радиоэлектронных комплексов систем космической связи [Cogollos S. et al. Efficient design of waveguide manifold multiplexers based on low-order EM distributed models // IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, 2015, v. MTT-63, N 8, p. 2540-2549]. Достоинствами данного фильтра являются высокий уровень передаваемой мощности и высокая добротность резонаторов, сформированных диафрагмой и стенками волновода. Его недостаток - узкая полоса пропускания.

Известна еще одна конструкция узкополосного СВЧ-фильтра, выполненного на прямоугольных резонаторах с индуктивными штырями различной конфигурации и коаксиальными элементами связи [US Patent N 2011/0025433 Al. Inline cross-coupled coaxial cavity filter / M. Yu, Y. Wang, 2011]. Основной недостаток этого фильтра - габаритные размеры и сложность практической реализации.

Известна конструкция многофункционального микроволнового фильтра на Н-волноводе, выполненного с привлечением SIW-технологии [Гадзиева А.А., Земляков В.В., Крутиев С.В. Полосно-пропускающий СВЧ-фильтр на волноводах сложного сечения, интегрированный в многослойную микросхему с применением SIW-технологии // Инженерный вестник Дона, 2013, №1, с. 74-78. Выбор такой конфигурации устройства позволил реализовать одновременно узкополосный фильтр в диапазоне 11…13 ГГц и широкополосный заграждающий фильтр в диапазоне 13…25 ГГц. Недостатками данной структуры являются габаритные размеры, сложность технологической реализации и узкая полоса пропускания.

Наиболее близким к заявляемому изобретению является малогабаритный (максимальный размер фильтра составляет 48 мм) СВЧ-фильтр на прямоугольных резонаторах с прямоугольными металлическими вставками, имеющими скос одного из углов и волноводными элементами связи, описанный в [Bastioli S., Marcaccioli L., Sorrentino R. Compact dual-mode waveguide filters using square ridge resonators // International Journal of Microwave and Wireless Technology, 2009, 1 (4), p. 241-247].

Проведенные авторами [Bastioli S., Marcaccioli L., Sorrentino R. Compact dual-mode waveguide filters using square ridge resonators // International Journal of Microwave and Wireless Technology, 2009, 1 (4), p. 241-247] измерения в частотном диапазоне 9…11 ГГц показали, что его полоса пропускания не превышает 3%, в затухание сигнала в полосе пропускания составляет величину примерно 0.3 дБ.

Проблема, на решение которой направлено заявляемое изобретение заключается в расширении полосы пропускания на порядок и снижении уровня затухания на центральной частоте до 0.1 дБ. Кроме того, конструкция фильтра должна быть простой и технологичной.

Указанная проблема решается тем, что заявляемый микроволновый фильтр содержит два сферических резонатора, связанных через отверстие, образованное их пересечением, в центре каждого из которых располагается элемент состоящий из металлической сферы меньшего диаметра и тонкой шайбы по периметру этой сферы, соединенный металлическим штырем с другим аналогичным элементом, а два других индуктивных штыря соединяют указанные внутренние элементы фильтра с внутренними проводниками коаксиальных линий передачи, являющихся элементами связи, причем диаметры всех трех металлических штырей, использованных в конструкции совпадают.

Отличительные признаки являются существенными, так как позволяют решить поставленную задачу и получить технический эффект. Благодаря использованию концентрических сферических резонаторов, обладающих более высокими значениями собственной добротности (до 15000) в фильтре удается возбудить 4 типа колебаний и сформировать амплитудно-частотную характеристику (АЧХ), соответствующую требованиям широкополосных устройств фильтрации.

Техническим результатом заявляемого изобретения является простота конструкции, надежность, небольшие габариты (максимальный размер для частотного Ка-диапазона 26….40 ГГц не превышает 23 мм без учета элементов связи) и возможность передачи СВЧ-энергии высокого уровня мощности.

Предлагаемое изобретение поясняется чертежом. На фиг. 1 показано продольное сечение фильтра состоящего из внешних сфер 1, внутренних элементов 2, индуктивного штыря 3, цилиндрических соединительных штырей 4 и элементов связи в виде коаксиальных линий 5. На фиг. 2 изображена амплитудно-частотная характеристика исследуемого фильтра, где показана зависимость добротности от частоты.

Резонаторный полосовой СВЧ-фильтр, содержит два резонатора, металлические вставки и элементы связи. Отличительной особенностью является то, что резонаторы выполнены проходными и сферическими, в центре каждого из которых расположена металлическая вставка в виде металлического ядра, которая образована сферой с тонкой металлической шайбой по ее периметру. Оба ядра вдоль центральной оси соединены цилиндрическим соединительным штырем через отверстие сформированное пересечением внешних сфер; элементы связи выполнены в виде стандартных коаксиальных линий передачи, внутренние проводники которых состыкованы с металлическим ядром.

Устройство в работе. На исследуемый фильтр поступает сигнал на элементы связи в виде коаксиальных линий 5. Затем проходя через продольное сечение фильтра состоящего из внешних сфер 1, внутренних элементов 2, индуктивного штыря 3, соединительных штырей 4, на выходе получаем центральную полосу пропускания примерно 27ГГц, тем самым в нужных нам частотах фильтр пропускает сигнал, а в остальных заграждает сигнал. Благодаря этому в фильтре удается возбудить 4 типа колебаний и сформировать амплитудно-частотную характеристику (АЧХ), соответствующую требованиям широкополосных устройств фильтрации.

Примером успешной реализации заявляемого фильтра может служить модель, представленная на фиг.1. Численный анализ данной модели с размерами: D=13 мм, d=4.8 мм, d1=10 мм, t=0.5 мм, h=1.3 мм, 2R=3.5 мм, 2r=1.52 мм, проведенный методом конечных элементов показал, что в диапазоне 20…35 ГГц формируется полоса пропускания 30.65% относительно центральной частоты 28.22 ГГц (Фиг. 2), что более чем на порядок выше, чем у прототипа. Уровень затухания на этой частоте не превышает 0.1 дБ, что в три раза лучше, чем у прототипа. Надежность заявляемой конструкции обеспечивается использованием только металлических элементов. Отличительные признаки являются существенными, так как позволяют достичь поставленной задачи и получить технический эффект.

Резонаторный полосовой СВЧ-фильтр, содержащий два резонатора, металлические вставки и элементы связи, отличающийся тем, что резонаторы выполнены проходными и сферическими, в центре каждого из которых расположена металлическая вставка в виде металлического ядра, образованного сферой с тонкой металлической шайбой по ее периметру, а оба ядра вдоль центральной оси соединены цилиндрическим штырем через отверстие, сформированное пересечением внешних сфер; элементы связи выполнены в виде стандартных коаксиальных линий передачи, внутренние проводники которых состыкованы с металлическим ядром.
РЕЗОНАТОРНЫЙ ПОЛОСОВОЙ СВЧ-ФИЛЬТР
РЕЗОНАТОРНЫЙ ПОЛОСОВОЙ СВЧ-ФИЛЬТР
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 91-100 of 164 items.
20.12.2018
№218.016.a91e

Способ изготовления армированной волокном термопластичной композитной структуры с воздействием ультразвука и свч электромагнитного поля

Изобретение относится к способу изготовления армированной волокном термопластичной композитной структуры. Техническим результатом является повышение эффективности упрочнения конструктивных элементов различных технических систем. Технический результат достигается способом изготовления...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002675563
Дата охранного документа: 19.12.2018
20.12.2018
№218.016.a965

Способ получения материала, фотоактивного в видимой области спектра

Изобретение относится к способам получения полупроводниковых материалов, фотоактивных в видимой области спектра солнечного излучения. Способ включает обработку титаната калия со слоистой структурой водным раствором соли марганца при отношении концентрации переходного металла в водном растворе в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002675547
Дата охранного документа: 19.12.2018
20.12.2018
№218.016.a9f6

Способ определения уровня концентрации внимания по временным данным электроэнцефалограмм

Изобретение относится к медицине, а именно к цифровой обработке и анализа данных электроэнцефалограмм, и может быть использовано для определения уровня концентрации внимания по временным данным электроэнцефалограмм. Способ характеризуется тем, что операторам предъявляют неоднозначные...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002675340
Дата охранного документа: 18.12.2018
23.12.2018
№218.016.aa77

Нагнетатель

Изобретение относится к нагнетательным установкам и может, в частности, использоваться в вентиляторостроении. Нагнетатель содержит корпус, включающий цилиндрический статор и боковые плоские стенки, расположенные на статоре впускной и выпускной патрубки, размещенные в выпускном патрубке...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002675634
Дата охранного документа: 21.12.2018
23.12.2018
№218.016.aa7c

Конденсатоотводчик

Изобретение относится к устройствам для отвода жидкой сконденсированной фазы - конденсата из аппаратов и трубопроводов и недопущения выхода газовой фазы, и может быть использовано в различных отраслях техники. Конденсатоотводчик содержит цилиндрический корпус крышкой, впускной и выпускной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002675636
Дата охранного документа: 21.12.2018
16.01.2019
№219.016.afb1

Способ формирования изделий путем трехмерной послойной печати с воздействием свч электромагнитного поля и ультразвука

Изобретение относится к аддитивным FDM технологиям изготовления конструкционных элементов сложной геометрической формы, а именно к трехмерной печати с использованием термопластичной диэлектрической нити. Способ включает в себя операции нагрева полимерной нити и ее выдавливания из экструдера на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002676989
Дата охранного документа: 14.01.2019
16.01.2019
№219.016.b01e

Акустооптический элемент брэгга

Изобретение относится к акустооптике и может быть использовано в приборах отклонения и модуляции лазерных пучков и, в частности, при разработке устройств ввода информации в системах оптической обработки радиосигналов. Устройство состоит из фотоупругой среды и акустически связанного с ней...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002677117
Дата охранного документа: 15.01.2019
16.01.2019
№219.016.b057

Способ изготовления хеморезистора на основе наноструктур оксида марганца электрохимическим методом

Использование: для изготовления газовых сенсоров хеморезистивного типа. Сущность изобретения заключается в том, что способ изготовления хеморезистора на основе наноструктур оксида марганца в рамках электрохимического метода включает емкость, оборудованную электродом сравнения и вспомогательным...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002677095
Дата охранного документа: 15.01.2019
16.01.2019
№219.016.b05e

Способ изготовления хеморезистора на основе наноструктур оксида кобальта электрохимическим методом

Изобретение относится к области сенсорной техники и нанотехнологий, в частности к разработке газовых сенсоров хеморезистивного типа, используемых для детектирования газов. Способ изготовления хеморезистора на основе наноструктур оксида кобальта электрохимическим методом характеризуется тем, что...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002677093
Дата охранного документа: 15.01.2019
20.02.2019
№219.016.bc3b

Способ получения биоактивного покрытия на основе кремнийзамещенного гидроксиапатита

Изобретение относится к медицине. Описан способ получения биоактивного покрытия на основе кремнийзамещенного гидроксиапатита, включающий воздушно-абразивную обработку с использованием порошка электрокорунда дисперсностью 250-300 мкм в течение 4-6 мин, затем для формирования покрытия проводят...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002680149
Дата охранного документа: 18.02.2019
Showing 1-5 of 5 items.
27.08.2015
№216.013.73b4

Устройство мембранного типа

Изобретение относится к устройствам для отражения, рефракции и дифракции или поляризации излучаемых антенной волн и может быть использована в фазированной антенной решетке в качестве чувствительного элемента поляризационного переключателя каналов. Технический результат - повышение качества...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002561195
Дата охранного документа: 27.08.2015
20.02.2016
№216.014.cd77

Высокопрочная коаксиальная нагрузка

Изобретение относится к микроволновой технике и предназначено для применения в бортовой аппаратуре радиолокационных, коммуникационных и измерительных систем, подверженных воздействию внешних факторов. Высокопрочная коаксиальная нагрузка содержит коаксиальную линию передачи, включающую...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002575319
Дата охранного документа: 20.02.2016
07.02.2019
№219.016.b7eb

Соосный коаксиально-волноводный переход высокого уровня мощности

Изобретение относится к устройствам СВЧ-техники, предназначенным для согласования разнотипных линий передачи, и может быть использовано для возбуждения основной волны прямоугольного волновода (ПрВ) с помощью коаксиальной линии. Изобретение позволяет передавать электромагнитную энергию высокого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002678924
Дата охранного документа: 04.02.2019
09.06.2019
№219.017.7faa

Контактный микроволновый аппликатор

Изобретение относится к медицинской технике и предназначено для лечения злокачественных опухолей человека и животных, при помощи облучения электромагнитным полем сверхвысокой частоты. Устройство содержит цилиндрический волновод 1, короткозамкнутый на одном конце 2, при этом другой конец...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002466758
Дата охранного документа: 20.11.2012
27.05.2023
№223.018.70ac

Свч-устройство для деструкции патологически изменённых тканей организма

Изобретение относится к медицинской технике. Технический результат заключается в формировании секторной диаграммы направленности при исключении СВЧ пробоя. СВЧ-устройство, выполненное в виде троакара из металлической трубки с СВЧ коаксиальным волноводом, расположенным внутри трубки троакара с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002735496
Дата охранного документа: 03.11.2020
+ добавить свой РИД