Управляемый фильтр свч

СОЮЗ СОЕЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСН РЕСПУБЛИН 157 2 ив 8 ЕТЕ ЕЛЬСТВУ тиой ичерь 11 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ П 1 НТ СССР ОПИСАНИ К АВТОРСКОМУ(71) Киевский политехнический интут им.50-летия Великой Октябрьссоциалистической революции(54) УПРАВЛЯЕМЫЙ ФИЛЬТР СВЧ(57) Изобретение относится к ратехнике, Цель изобретения - увение развязки при уменьшении пот(51)5 Н 03 Н 9/30 Н 01 Р 1 21 Управляемыи фильтр СВЧ содержит ферромагнитный слой 1, диэлектрическуюподложку 2, слой металлизации 3, преобразователи 4 и 5, решетку из проводящих полосок, разделенных на двесекции 6 и 7, экран 8. из фольги сП-образным сквозным вырезом, поглощающие нагрузки с зубчатыми краями,управляющие элементы и фильтры питания, образованные дросселями и блокировочными конденсаторами. Экран 8разделяет фильтр СВЧ на входной и выходной каналы, каждый из которых является запредельным волноводом дляэлектромагнитной волны. За счет этогодостигаются большие значения развязки между входом и выходом фильтра.2 илИзобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в раз;личной приемопередающей аппаратуреСВЧ.Цель изобретения. - увеличение развязки при уменьшении потерь.На фиг1 представлен управляемый фильтр СВЧ, на фиг,.2 - разрез А-А ,на фиг. 1. 10Управляемый фильтр СВЧ содержитуправляемый внешним магнитным полем ферромагнитный слой 1, расположенный , на одной стороне диэлектрической подложки 2, на другой стороне которой 15 выполнен слой 3 металлизации, На.фер, ромагнитном слое 1 размещены входнойи выходной преобразователи 4 и 5, между которыми расположена решетка из проводящих полосок, глина которых 20 равна ширине ферромагнитного слоя,разделенных на две секции 6 и 7, сим-метричных относительно продольной , оси. Между секциями 6 и 7 на ферромагнитном слое 1 перпендикулярно ему 5 установлен экран 8, например из фольги,в котором со стороны, прилегающей к ферромагнитному слою 1, выполнен П-образный сквозной вырез 9, расположенный на одинаковом расстоянии от краев. Длина, П-образного выреза 9 меньше расстояния между входным и выходным преобразователями 4 и 5, которые гальванически соединены своими концами с экраном 8 и расположены с разных сторон от него. При таком выполнении входного и выходного преобразователей 4 и 5 отпадает необходимость выполнения (сверления) отверстий в ферритовом слое 1 и диэлектри ческой подложке 2 для замыкания преобразователей 4 и 5 на слой 3. Высота П-образного выреза 9 определяется из условия минимального возмущения магнитного поля решетки и превышает 20 45 значений толщин ферромагнитного слоя 1. Во входном канале, напротив входного преобразователя 4 после секции 6, и в выходном канале, напротив выходного преобразователя 5 перед секцией 7, на ферромагнитном слое 1 установлены поглощающие нагрузки 10, вы,полненные нанесением шликера ферритоМого материала (с большой намагниченностью насыщения) на полистироловой основе. Для уменьшения отражений края поглощающих нагрузок 10, обращенные к преобразователям 4 и 5, выполнены зубчатыми. Для повышения эффективности в качестве поглощающих нагрузок 1 О могут быть установлены согласующие структуры, выполненные в виде отражающих решеток (не показаны), нагруженных варакторами, изменением управляющего напряжения на которых добиваются максимумов магнитного поля на полосковых проводниках преобразователя 4 и .5, что позволяет уменьшить потери фильтра. К краевым проводникам секций 6 и 7 одноименными выводами подключены, первая и вторая группы управляющих элементов (например р-и диодов), другие выводы которых объединены между собой, а точка их соединения гальванически связана со слоем 3. Проводящие полости в секциях 6 и 7 объединены в группы, расстояния между которыми превышают расстояния между проводящими полосками. Сопротивления управляющих элементов 11 регулируются с помощью источника тока, подключенного к ним через фильтрь тания, образованные дросселями 12 и блокировочными конденсаторами 13.Управляемый фильтр СВЧ работает следующим образом.При поступлени на входной прео;разователь 4 сигнала с частотой ю равной средней частоте полосы пропускания фильтра, которая ойределяется параметрами материала ферромагнитноно слоя 1, периодом расположения проводящих полосок решетки в секциях 6 и 7, связью между ними, величиной и направлением внешнегомагнитного поля, короткозамкнутый на слой 3 через экран 8 входной преобразователь 4 возбуждает в ферромагнитном слое 1 поверхностную магнитостатическую волну (МСВ), поле которой наводит в секциях 6 и 7 токи, величина которых в каждой из групп зависит от степени их связи с первой группой, определяемой сопротивлением управляющих элементов 11. Кроме того, протекающие через полосковые проводники групп секций 6 и 7 постоянные токи от управляющих источников из-за создаваемых ими локальных магнитных, полей в ферромагнитном слое 1 также изменяют условия распространения МСВ и ее связь с решеткойРегулируя ток источнйка, добиваются оптимальной связи МСВ с решеткой и максимальной передачи энергии МСВ в выходной преобразователь 5, лежащий за экраном 8 в4 157 выходном канале фильтра. Экран 8 разделяет фильтр СВЧ на входной и выходной каналы, каждый из которых является запредельным волноводом для электромагнитной волны (так как их поперечные размеры много меньше длины этой волны), благодаря чему достигаются большие значения развязки,между входом и выходом фильтра (более 44-40 дБ). Магнитостатические волны экран 8 практически йе возмущает, так как при расположении его перпендикулярнб проводящим полоскам решетки и входного и выходного преобразователей 4 и 4 в. нем не наводятся токи, область взаимодействия с полем решетки минимальна и равна толщине экрана 8, а высота П-образного выреза выбрана из условия практического затухания поля МСВ на таком расстоянии, что позволяет улучшить АЧХ фильтра. Поглощающие нагрузки 10, расположенные во входном и выходном каналах, поглощают переизлученную энергию МСВ в их стороны, что предотвращает появление ряда дополнительных полос пропускания и изрезанность АЧХ фильтра из-за переотражений в системе.Для частот, лежащих за пределами полосы пропускания, сигнал на выходе фильтра по сравнению с входным ослаблен на величину, определяемую селективностью и развязкой фильтра, а также его расстройкой относительно ы,.При изменении величины внешнего магнитного поля фильтр СВЧ перестраевается по частоте, причем для оптимального управления одновременно по требуемому закону (определенному экспериментально для рабочего диапазона) изменяется ток через управляющие элементы 11, что позволяет расширить диапазон перестройки при минимальной мощности управления, так как мощ 1742 6ность, затрачиваемая на управлениери диодов, по крайней мере на порядок меньше мощности, расходуемойна управление магнитной системой.Формула изобретенияУправляемый фильтр СВЧ, содержащийдиэлектрическую подложку, на однойстороне которой. расположено проводящее основание, а на другой - упрабляемый внешним магнитным полем ферромагнитный слой с размещенными на нем 15 входным и выходным преобразователями,между которыми расположена решеткаиз проводящих полосок, перпендикулярных направлению распространения сигнала, концы которых соединены крае О выми проводниками, и первая группауправляющих элементов, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью увеличения развязки при увеличении потерь,в него введены экран и вторая группа 25 управляющих элементов, решетка разделена на две симметричные относительнопродольной оси секции, между которыми на ферромагнитном слое перепендикулярно ему установлен экран, в кото ром со стороны. прилегающей к ферромагнитному слою, выполнен П-образныйсквозной вырез, длина которого выбрана меньшей, чем расстояние междувходным и выходным преобразователями, 35 управляющие элементы первой группыодноименными выводами подключены ккраевому проводнику одной секции, управляющие элементы второй группы одноименными выводами подключены к кра- Щ евому проводнику другой секции, адругие выводы управляющих элементовпервой и второй групп соединены спроводящим основанием, при этом входной и выходной преобразователи распо ложены с разных сторон экрана и галь"ванически соединены с ним.5 Э 1752 г з Составитель Л.БелаяТехред М.Дидык Корректор С,Иевкун Редактор Н.Горват Заказ 1521 Тираж 659, ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 нПроизводственно-издательский комбинат "Патент , г. Ужгород, ул. Гагарина, 101