Миниатюрный трехпроводниковый полосковый резонатор и полосно-пропускающий СВЧ фильтр с высоким уровнем подавления помех в широкой полосе заграждения на его основе Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

Актуальные проблемы авиации и космонавтики. Технические науки

Сравнительные технические характеристики механизмов

Механизм Кинематическая схема Тяговое усилие, кН Перемещение, м

Подъёмник стабилизатора самолёта Электродвигатель, конический редуктор, передача винт-гайка скольжения 240 0,25

Двигатель (производство ОАО «ИСС») Непосредственный привод рабочего органа 2 0,3

Двигатель линейный электродинамический Непосредственный привод рабочего органа 450 0,3

Сравнительные технические характеристики механизмов сведены в таблицу. (Параметры линейного электродинамического двигателя приводятся для импульсного режима и получены опытным путем.)

Сравнения позволяет сделать вывод о возможности применения линейных электродинамических двигателей в механизмах, использующихся в авиации и космонавтике.

Разработка конструкции и проектирование линейных электродинамических машин для конкретных

механизмов в различных сферах применения и ставится целью наших дальнейших исследований.

Библиографическая ссылка

1. Шестаков И. Я., Стрюк А. И., Фадеев А. А. Линейные электродинамические двигатели. Конструирование. Практическое использование : монография / Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2011. 148 с.

© Гордовенко П. Г., 2013

УДК 621.372.543.2

В. В. Иванин, В. А. Шокиров Научный руководитель - Я. Ф. Бальва Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск

МИНИАТЮРНЫЙ ТРЕХПРОВОДНИКОВЫЙ ПОЛОСКОВЫЙ РЕЗОНАТОР И ПОЛОСНО-ПРОПУСКАЮЩИЙ СВЧ ФИЛЬТР С ВЫСОКИМ УРОВНЕМ ПОДАВЛЕНИЯ ПОМЕХ В ШИРОКОЙ ПОЛОСЕ ЗАГРАЖДЕНИЯ НА ЕГО ОСНОВЕ

Предложена миниатюрная конструкция трехпроводникового полоскового резонатора на двухслойной диэлектрической подложке, на основе которого можно создавать миниатюрные полосно-пропускающие фильтры с протяженной полосой заграждения и высоким уровнем режекции. Для демонстрации перспективности предложенной конструкции изготовлен макет полосно-пропускающего фильтра четвертого порядка, у которого граничная частота полосы заграждения по уровню -100 дБ более чем в 10 раз превышает центральную частоту полосы пропускания.

Известно, что повышение помехоустойчивости систем беспроводной связи, предназначенных для работы в условиях высокого уровня шумов, требует разработки новых миниатюрных полосно-пропус-кающих фильтров (ППФ) с улучшенными селективными свойствами. При этом зачастую важно не только понизить уровень прохождения мощности в полосе заграждения, но и одновременно увеличить ширину этой полосы. В большинстве случаев этому препятствуют паразитные полосы пропускания, возникающие на частотах высших мод колебаний используемых резонаторов. К настоящему времени предложено большое количество способов расширения полосы заграждения [1-3], однако в лучшем случае удается высокочастотный край полосы заграждения по уровню -60 дБ приблизить к частоте около 8/0, где /0 -центральная частота фильтра. В то же время для современной беспроводной связи зачастую требуется более протяженная полоса заграждения с более высоким уровнем режекции. Одним из путей решения данной проблемы является применение оригинальных технических решений, например, новой конструкции

миниатюризированного коаксиального резонатора [4]. На его основе возможна реализация полосно-пропускающих фильтров со сверхширокой полосой заграждения (до 47/0 по уровню -100 дБ), однако с точки зрения технологичности, надежности и стоимости такие устройства существенно уступают конструкциям на полосковых и микрополосковых структурах.

В настоящей работе предлагается оригинальная миниатюрная конструкция полоскового резонатора (рис. 1), позволяющая проектировать полосковые ППФ с рекордно глубокой и широкой полосой заграждения.

Резонатор выполнен на двухслойной диэлектрической подложке, подвешенной посередине между верхней и нижней стенкой металлического корпуса. Он образован тремя полосковыми проводниками, расположенными один под другим на поверхностях слоев диэлектрической подложки. Два проводника, расположенные на внешних поверхностях подложки, замкнуты одним концом на одну из боковых стенок корпуса. Проводник, расположенный внутри подлож-

Секция «Электронная техника и технологии»

ки, замкнут одним концом на противоположную боковую стенку.

3

2

1

/ 1\ к

' / \ \ 1

\ \ 1

\

1

ha 2hd ha

Рис. 1. Продольное сечение полоскового резонатора: 1 - диэлектрик; 2 - полосковые проводники; 3 - металлический корпус-экран

0 -20 -40

w

и

21 -60 -80 -100 -120

1 I I I I I I I I I I

0 123456789 10 / ГГц

Рис. 2. Измеренная частотная характеристика и фотография макета фильтра

Для подтверждения перспективности применения предложенного резонатора в технике СВЧ был изготовлен макет четырехрезонаторного фильтра на его основе. Двухслойная подложка макета фильтра была выполнена из материала RT/Duroid толщиной Иа = 0.2 мм, имеющего диэлектрическую проницаемость ег = 3.4 и диэлектрические потери tg5 и 0.002. Подложка имеет размеры 12x38 мм2. Все полосковые

проводники резонаторов имеют ширину w = 3 мм. Длина проводников внутренних резонаторов равна ls= 9 мм, а длина проводников наружных резонаторов - ls = 9.25 мм. Толщина воздушных зазоров между диэлектрической подложкой и стенками металлического корпуса равна ha = 3.5 мм. Зазор между соседними внутренними резонаторами составлял <S1 = 6,5 мм, а между внутренним и наружным резонатором - S2 = 5,75 мм. Измеренная амплитудно-частотная характеристика изготовленного макета представлена на рис. 2, здесь же на вставке приведена фотография устройства.

Фильтр имеет относительную ширину полосы пропускания Af/f0 ~ 5% по уровню -3 дБ с центральной частотой f = 1 ГГц и полосу заграждения, простирающуюся до 10.5 f по уровню -100 дБ. Минимальные потери в полосе пропускания составляют около 3 дБ.

Таким образом, в работе предложена миниатюрная конструкция трехпроводного полоскового резонатора на двухслойной подвешенной подложке, позволяющая создавать полосно-пропускающие фильтры с рекордно широкой и глубокой полосой заграждения.

Библиографические ссылки

1. Lin S.-C., Deng P.-H., Lin Y.-S., Wang C.-H., Chen C. H. // IEEE Trans. Microwave Theory and Techniques.

2006. Vol. 54, № 3. P. 1011-1017.

2. Tyurnev V. V. // Progress In Electromagnetics Research B. 2010. Vol. 21. P. 47-67.

3. Chen Y.-M., Chang S.-F., Chang C.-C., Hung T.-J. // IEEE Trans. on Microwave Theory and Techniques.

2007. Vol. 55, № 10. P. 2191-2199.

4. Belyaev B. A., Serzhantov A. M., Tyurnev V. V., Leksikov A. A. //Microwave and Optical Technology Letters. 2012. Vol. 54, № 5. P. 1117-1118.

© Иванин В. В., Шокиров В. А., 2013

УДК 621.371.3

С. И. Иконников Научный руководитель - В. Г. Сомов Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск

АНАЛИЗ ФАКТОРОВ ВЛИЯЮЩИХ НА КАЧЕСТВО РАДИОСВЯЗИ ПРИ РАСПРОСТРАНЕНИИ РАДИОВОЛН В НЕСТАЦИОНАРНОЙ ДИСПЕРГИРУЮЩЕЙ АНИЗОТРОПНОЙ СРЕДЕ

Представлен анализ особенностей распространения электромагнитных волн в ионосфере при организации КВ-радиосвязи. Показано влияние многолучевости на амплитуду и фазу принимаемого сигнала. Также рассмотрены частотная и пространственно-временная структуры активных помех в данном диапазоне радиоволн и фокусирующие свойства среды.

Коротковолновая радиосвязь отличается сложностью и нестационарностью условий распространения радиоволн в неоднородной диспергирующей анизотропной среде и помеховых ситуаций.

Характерным для КВ радиоканала является замирание сигнала. В ионосферном канале составляющие

сигнала распространяются по нескольким путям. Во-первых, в пункте приема обнаруживаются лучи, которые распространяются путем многократного или однократного отражения. Во- вторых, сигнал излучается передающей антенной в пределах ширины диаграммы направленности (ДН), следовательно, можно считать,