Фильтр верхних частот на резонаторе в форме прямоугольной рамки

Ходенков С.А.; Беляев Б.А.; Ефремова С.В.; Храпунова В.В.

Секция «Электронная техника и технологии»

УДК 621.3.029.6

С. А. Ходенков\ Б. А. Беляев1 2, С. В. Ефремова\ В. В. Храпунова1 1 Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск 2Институт физики имени Л. В. Киренского СО РАН, Красноярск

ФИЛЬТР ВЕРХНИХ ЧАСТОТ НА РЕЗОНАТОРЕ В ФОРМЕ ПРЯМОУГОЛЬНОЙ РАМКИ*

Предложены конструкции микрополосковых фильтров верхних частот на многомодовом резонаторе в форме прямоугольной рамки. Высокие частотно-селективные свойства фильтров обусловлены протяженной высокочастотной полосой пропускания.

Разработчиков частотно-селективных устройств сверхвысоких частот, в том числе и фильтров верхних частот, в последнее время привлекают многомодовые микрополосковые резонаторы [1-3]. Прежде всего, это связано с возможностью существенного уменьшения габаритов устройств за счет снижения количества резонаторов в них, без ухудшения их частотно-селективных свойств.

Полосно-пропускающие фильтры на основе резонатора в форме прямоугольной рамки хорошо известны [4]. Однако на основе такого резонатора можно реализовать не только такие конструкции, но и фильтры верхних частот. Для этого необходимо значительно вытянуть нерегулярную прямоугольную рамку (рис. 1, а). В этом случае высокочастотную полосу пропускания формируют как резонансы бегущей

волны, когда по длине всей рамки укладывается одна полная длина волны, и электромагнитная волна вынуждена циркулировать по замкнутой траектории по часовой и против часовой стрелке, так и нижние ре-зонансы полосковых проводников, протяженных вдоль оси х и оси у.

На рис. 2 представлены АЧХ фильтров верхних частот, рассчитанные в квазистатическом приближении на подложках с диэлектрической проницаемостью е = 2,2 и толщиной И = 2 мм. Фильтры настроены на частоту среза 3 ГГц и имеют одинаковые. конструктивные размеры резонатора: 11 = 28,55 мм, 12 = 12,62 мм, w1 = 0,40 мм, = 4,56 мм и w3 = 0,15 мм. Второй фильтр (рис. 1, б) подключен к тракту СВЧ через емкостные элементы С = 1,44 пФ.

у

Рис. 1. Схематические изображение топологий фильтров верхних частот. а - кондуктивное подключение к тракту СВЧ; б - емкостное

-40

12

Рис. 2. АЧХ микрополосковых фильтров верхних частот. а - кондуктивное подключение к тракту СВЧ; б - емкостное

Исследование выполнено при поддержке Министерства образования и науки Российской Федерации, грант Президента Российской Федерации для государственной поддержки молодых российских ученых - кандидатов наук, МК-5942.2014.8 «Исследование и проектирование современных микрополосковых и полосковых устройств частотной селекции, в том числе с использованием активных сред и на основе фотонных кристаллов».

Актуальные проблемы авиации и космонавтики - 2014. Технические науки

Из рис. 2 видно, фильтры имеют протяженную высокочастотную полосу пропускания, при этом замена кондуктивной связи резонатора с трактом СВЧ на емкостную приводит к существенному подавлению мощности электромагнитных волн на частотах низкочастотной полосы заграждения.

Таким образом, в квазистатическом приближении рассчитаны конструкции микрополосковых фильтров верхних частот на многомодовом резонаторе в форме прямоугольной рамки. Высокие частотно-селективные свойства фильтра с емкостной связью резонатора с трактом СВЧ, обусловлены протяженной высокочастотной полосой пропускания с частотой среза 3 ГГц.

Библиографические ссылки 1. Бальва Я. Ф., Беляев Б. А., Ходенков С. А. Исследование микрополосковых многомодовых резонаторов и конструирование полосно-пропускающих

фильтров на их основе // Изв. вузов. Физика. 2012. Т. 55. № 8/3. С. 153-156.

2. Александровский А. А., Беляев Б. А., Лексиков А. А. Синтез и селективные свойства микрополосковых фильтров на шпильковых резонаторах со шлейфными элементами // Радиотехника и электроника. 2003. Т. 48. № 4. С. 398-405.

3. Беляев Б. А., Довбыш И. А., Лексиков А. А., Тюрнев В. В. Частотно-селективные свойства микро-полоскового фильтра на нерегулярных двухмодовых резонаторах // Радиотехника и электроника. 2010. Т. 55. № 6. С. 664-669.

4. Пат. 2475900 Российская Федерация. Микропо-лосковый полосно-пропускающий фильтр / Б. А. Беляев, С. А. Ходенков ; опубл. 20.02.2013.

Храпунова В. В., 2014

УДК 62-791.2

Т. Р. Шаймарданов Научный руководитель - Ф. Р. Исмагилов Уфимский государственный авиационный технический университет, Уфа

СРЕДСТВА ЗАЩИТЫ ОТ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ИМПУЛЬСОВ В СЕТИ

Исследован вопрос защиты от разных средств электромагнитного оружия и разработана схема по контролю и уменьшению таких воздействий с целью обеспечения времени для срабатывания защитных систем и сохранения работоспособности защищаемых устройств.

В современном мире интеграция электротехнических устройств в жизнь людей неоспорима. Поэтому остро стоит вопрос о защите электротехнических устройств от перепадов в сети. Необходимо разделять естественные скачки напряжения в сети и преднамеренные вызванные силовые деструктивные воздействия. Такие воздействия могут применяться для вывода из строя различного оборудования. Актуален вопрос исследования и разработки методов защиты и противодействия этой угрозе. Необходимо смодели-

ровать устройство, которое могло бы защитить от кратковременного импульса с напряжением, превышающего в несколько раз номинальное в 220 В. Основными каналами силового деструктивного воздействия на электронную аппаратуру являются: сети электропитания всех классов напряжения, контрольные кабели и проводные линии связи, компьютерные сети, эфир. Для обеспечения должной защиты необходимо экранирование объектов.

Структурная схема устройства защиты от электромагнитных импульсов в сети

Текст научной работы на тему «Фильтр верхних частот на резонаторе в форме прямоугольной рамки»