PL248903B1 - System of a tunable dual-circuit planar microwave band-pass filter - Google Patents

System of a tunable dual-circuit planar microwave band-pass filter

Info

Publication number
PL248903B1
PL248903B1 PL446022A PL44602223A PL248903B1 PL 248903 B1 PL248903 B1 PL 248903B1 PL 446022 A PL446022 A PL 446022A PL 44602223 A PL44602223 A PL 44602223A PL 248903 B1 PL248903 B1 PL 248903B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
line
coupled
lines
pair
ground
Prior art date
Application number
PL446022A
Other languages
Polish (pl)
Other versions
PL446022A1 (en
Inventor
Mirosław Magnuski
Dariusz Wójcik
Maciej Surma
Artur Noga
Original Assignee
Politechnika Slaska Im Wincent
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Politechnika Slaska Im Wincent filed Critical Politechnika Slaska Im Wincent
Priority to PL446022A priority Critical patent/PL248903B1/en
Publication of PL446022A1 publication Critical patent/PL446022A1/en
Publication of PL248903B1 publication Critical patent/PL248903B1/en

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P1/00—Auxiliary devices
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P1/00—Auxiliary devices
    • H01P1/20—Frequency-selective devices, e.g. filters
    • H01P1/201—Filters for transverse electromagnetic waves
    • H01P1/203—Strip line filters

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
  • Filters And Equalizers (AREA)

Abstract

Układ dwuobwodowego, przestrajanego, planarnego mikrofalowego filtru pasmowoprzepustowego, charakteryzuje się tym, że wykonany jest w technice mikropaskowej jako dwuwarstwowy obwód drukowany i zbudowany jest z sześciu odcinków mikropaskowych linii transmisyjnych: (L1, L2, L3, L4, L5, L6) o korzystnie dobranych impedancjach charakterystycznych i długościach, dwóch par mikropaskowych linii sprzężonych o korzystnie dobranych impedancjach charakterystycznych i impedancjach wzajemnych: pierwszej pary linii sprzężonych (PLS1) składającej się z linii (LS1, LS2) oraz drugiej pary linii sprzężonych (PLS2) składającej się z linii (LS3, LS4), czterech diod pojemnościowych: (D1, D2, D3, D4), czterech przelotek łączących do masy: (V1, V2, V3, V4) i dwóch rezystorów: (R1, R2), elementy filtru rozmieszczone są na jednej warstwie obwodu drukowanego, drugą metalizowaną warstwę stanowi masa układu, przy czym wrota wejściowe (WWE) stanowi pierwszy koniec (KL1-1) pierwszej linii (L1), której drugi koniec (KL1-2) dołączony jest do pierwszego końca (KL2-1) drugiej linii (L2) oraz do pierwszego końca (KLS1-1) pierwszej linii sprzężonej (LS1) wchodzącej w skład pierwszej pary linii sprzężonych (PLS1), przy czym drugi koniec (KLS1-2) pierwszej linii sprzężonej (LS1) jest dołączony do masy układu za pomocą pierwszej przelotki (V1), drugi koniec (KL2-2) drugiej linii (L2) dołączony jest do anody drugiej diody pojemnościowej (D2), której katoda dołączona jest do katody pierwszej diody pojemnościowej (D1) oraz do pierwszego doprowadzenia (KR1-1) pierwszego rezystora (R1), anoda pierwszej diody pojemnościowej (D1) dołączona jest do pierwszego końca (KL3-1) trzeciej linii (L3), której drugi koniec (KL3-2) dołączony jest do pierwszego końca (KLS3-1) trzeciej linii sprzężonej (LS3) wchodzącej w skład drugiej pary linii sprzężonych (PLS2), drugi koniec (KLS3-2) trzeciej linii sprzężonej (LS3) dołączony jest do masy układu za pomocą przelotki (V3), trzecia linia (L3) jest zagięta pod kątem prostym, natomiast wrota wyjściowe (WWY) stanowi drugi koniec (KL6-2) szóstej linii (L6),której pierwszy koniec (KL6-1) dołączony jest do drugiego końca (KL5-2) piątej linii (L5) oraz do pierwszego końca (KLS4-1) czwartej linii sprzężonej (LS4) wchodzącej w skład drugiej pary linii sprzężonych (PLS2), drugi koniec (KLS4-2) czwartej linii sprzężonej (LS4) jest dołączony do masy układu za pomocą pierwszej przelotki (V4), pierwszy koniec (KL5-1) piątej linii (L5) dołączony jest do anody trzeciej diody pojemnościowej (D3), której katoda dołączona jest do katody czwartej diody pojemnościowej (D4) oraz do pierwszego doprowadzenia (KR2-1) drugiego rezystora (R2), anoda czwartej diody pojemnościowej (D4) dołączona jest do drugiego końca (KL4-2) czwartej linii (L4), przy czym pierwszy koniec (KL4-1) czwartej linii (L4) dołączony jest do pierwszego końca (KLS2-1) drugiej linii sprzężonej (LS2) wchodzącej w skład pierwszej pary linii sprzężonych (PLS1), drugi koniec (KLS2-2) drugiej linii sprzężonej (LS2) dołączony jest do masy układu za pomocą przelotki (V2), czwarta linia (L4) jest zagięta pod kątem prostym, drugie doprowadzenie (KR1-2) pierwszego rezystora (R1) oraz drugie doprowadzenie (KR2-2) drugiego rezystora (R2) dołączone są do napięcia sterującego (VS).The system of a two-circuit, tunable, planar microwave bandpass filter is characterized in that it is made using the microstrip technique as a two-layer printed circuit and is composed of six sections of microstrip transmission lines: (L1, L2, L3, L4, L5, L6) with favorably selected characteristic impedances and lengths, two pairs of microstrip coupled lines with favorably selected characteristic impedances and mutual impedances: the first pair of coupled lines (PLS1) consisting of the line (LS1, LS2) and the second pair of coupled lines (PLS2) consisting of the line (LS3, LS4), four capacitive diodes: (D1, D2, D3, D4), four vias connecting to ground: (V1, V2, V3, V4) and two resistors: (R1, R2), the filter elements are arranged on one layer of the printed circuit, the second metallized layer is the ground of the system, wherein the input gate (WWE) is the first end (KL1-1) of the first line (L1), the second end (KL1-2) of which is connected to the first end (KL2-1) of the second line (L2) and to the first end (KLS1-1) of the first coupled line (LS1) being part of the first pair of coupled lines (PLS1), wherein the second end (KLS1-2) of the first coupled line (LS1) is connected to the ground of the system by means of the first via (V1), the second end (KL2-2) of the second line (L2) is connected to the anode of the second capacitive diode (D2), the cathode of which is connected to the cathode of the first capacitive diode (D1) and to the first lead (KR1-1) of the first resistor (R1), the anode of the first capacitive diode (D1) is connected to the first end (KL3-1) of the third line (L3), the second end (KL3-2) of which is connected to the first end (KLS3-1) of the third coupled line (LS3) being part of the second pair of coupled lines (PLS2), the second end (KLS3-2) of the third coupled line (LS3) is connected to the ground of the system by means of a via (V3), the third line (L3) is bent at a right angle, while the output gate (WWY) is the second end (KL6-2) of the sixth line (L6), the first end (KL6-1) of which is connected to the second end (KL5-2) of the fifth line (L5) and to the first end (KLS4-1) of the fourth coupled line (LS4) being part of the second pair of coupled lines (PLS2), the second end (KLS4-2) of the fourth coupled line (LS4) is connected to the ground of the system by means of the first via (V4), the first end (KL5-1) of the fifth line (L5) is connected to the anode of the third capacitive diode (D3), the cathode of which is connected to the cathode a fourth capacitive diode (D4) and to the first lead (KR2-1) of the second resistor (R2), the anode of the fourth capacitive diode (D4) is connected to the second end (KL4-2) of the fourth line (L4), the first end (KL4-1) of the fourth line (L4) is connected to the first end (KLS2-1) of the second coupled line (LS2) included in the first pair of coupled lines (PLS1), the second end (KLS2-2) of the second coupled line (LS2) is connected to the ground of the system by means of a via (V2), the fourth line (L4) is bent at a right angle, the second lead (KR1-2) of the first resistor (R1) and the second lead (KR2-2) of the second resistor (R2) are connected to the control voltage (VS).

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest układ dwuobwodowego. przestrajanego, planarnego, mikrofalowego filtru pasmowoprzepustowego o dużym zakresie przestrajania częstotliwości środkowej, przeznaczonego do bloków wejściowych, preselektorów odbiorników mikrofalowych oraz bloków częstotliwości pośredniej odbiorników mikrofalowych z konwerterem częstotliwości.The invention is a dual-circuit, tunable, planar, microwave bandpass filter with a wide center frequency tuning range, intended for input blocks, preselectors of microwave receivers, and intermediate frequency blocks of microwave receivers with a frequency converter.

Dotychczas znane są mikrofalowe planarne filtry pasmowoprzepustowe zbudowane z linii mikropaskowych, paskowych lub koplanarnych, z których wykonuje się w filtrach pasmowoprzepustowych układy rezonatorów sprzężonych wzajemnie. Poszczególne rezonatory wchodzące w skład filtru sprzężone są wzajemnie galwanicznie lub poprzez pole elektromagnetyczne, co uzyskuje się poprzez zastosowanie elementów reaktancyjnych o charakterze pojemnościowym lub indukcyjnym wspólnych dla sprzęganych rezonatorów lub poprzez wykorzystanie odcinków linii transmisyjnych wzajemnie sprzężonych.Planar microwave bandpass filters are known, constructed from microstrip, stripline, or coplanar lines. These are used to create intercoupled resonator systems within the bandpass filters. Individual resonators within the filter are coupled to each other galvanically or through an electromagnetic field. This is achieved by using reactive elements of a capacitive or inductive nature common to the coupled resonators, or by using sections of intercoupled transmission lines.

Częstotliwość środkowa filtrów jest zmieniana drogą zmiany częstotliwości roboczej rezonatorów. Rezonatory tworzące filtr są przestrajane poprzez zmianę długości elektrycznej tworzących je linii transmisyjnych, co jest osiągane w filtrach przestrajanych elektrycznie za pomocą elementów reaktancyjnych takich jak diody pojemnościowe lub kondensatory MEMS.The center frequency of the filters is changed by changing the operating frequency of the resonators. The resonators that make up the filter are tuned by changing the electrical length of the transmission lines that comprise them, a feature achieved in electrically tuned filters using reactance elements such as capacitive diodes or MEMS capacitors.

Zagadnieniem technicznym wymagającym rozwiązania jest opracowanie nowego, innowacyjnego układu dwuobwodowego planarnego mikrofalowego filtru pasmowoprzepustowego o przestrajanej częstotliwości środkowej.The technical issue requiring a solution is the development of a new, innovative two-circuit planar microwave bandpass filter with a tunable center frequency.

Cel ten osiągnięto dzięki zastosowaniu w strukturze filtru dwuobwodowego, którego częstotliwość środkowa przestrajana jest za pomocą diod pojemnościowych, podwójnych sprzężeń elektromagnetycznych wykonanych z pomocą dwóch par mikropaskowych linii sprzężonych.This goal was achieved by using a two-circuit filter in the structure, the center frequency of which is tuned by means of capacitive diodes, double electromagnetic couplings made by means of two pairs of microstrip coupled lines.

Układ dwuobwodowego, przestrajanego, planarnego, mikrofalowego filtra pasmowoprzepustowego charakteryzuje się tym, że wykonany jest w technice mikropaskowej jako dwuwarstwowy obwód drukowany i zbudowany jest z sześciu odcinków mikropaskowych linii transmisyjnych o korzystnie dobranych impedancjach charakterystycznych i długościach, dwóch par mikropaskowych linii sprzężonych o korzystnie dobranych impedancjach charakterystycznych i impedancjach wzajemnych: pierwszej pary linii sprzężonych składającej się z linii pierwszej i drugiej oraz drugiej pary linii sprzężonych składającej się z linii trzeciej i czwartej, czterech diod pojemnościowych, czterech przelotek łączących do masy i dwóch rezystorów, elementy filtru rozmieszczone są na jednej warstwie obwodu drukowanego, drugą metalizowaną warstwę stanowi masa układu, przy czym wrota wejściowe stanowi pierwszy koniec pierwszej linii, której drugi koniec dołączony jest do pierwszego końca drugiej linii oraz do pierwszego końca pierwszej linii sprzężonej wchodzącej w skład pierwszej pary linii sprzężonych, przy czym drugi koniec pierwszej linii sprzężonej jest dołączony do masy układu za pomocą pierwszej przelotki, drugi koniec drugiej linii dołączony jest do anody drugiej diody pojemnościowej, której katoda dołączona jest do katody pierwszej oraz do diody pojemnościowej pierwszego doprowadzenia pierwszego rezystora, anoda pierwszej diody pojemnościowej dołączona jest do pierwszego końca trzeciej linii, której drugi koniec dołączony jest do pierwszego końca trzeciej linii sprzężonej wchodzącej w skład drugiej pary linii sprzężonych, drugi koniec trzeciej linii sprzężonej dołączony jest do masy układu za pomocą trzeciej przelotki, trzecia linia jest zagięta pod kątem prostym, natomiast wrota wyjściowe stanowi drugi koniec szóstej linii, której pierwszy koniec dołączony jest do drugiego końca piątej linii oraz do pierwszego końca czwartej linii sprzężonej wchodzącej w skład drugiej pary linii sprzężonych, drugi koniec czwartej linii sprzężonej jest dołączony do masy układu za pomocą czwartej przelotki, pierwszy koniec piątej linii dołączony jest do anody trzeciej diody pojemnościowej, której katoda dołączona jest do katody czwartej diody pojemnościowej oraz do pierwszego doprowadzenia drugiego rezystora, anoda czwartej diody pojemnościowej dołączona jest do drugiego końca czwartej linii, przy czym pierwszy koniec czwartej linii dołączony jest do pierwszego końca drugiej linii sprzężonej wchodzącej w skład pierwszej pary linii sprzężonych, drugi koniec drugiej linii sprzężonej dołączony jest do masy układu za pomocą drugiej przelotki, czwarta linia jest zagięta pod kątem prostym, drugie doprowadzenie pierwszego rezystora oraz drugie doprowadzenie drugiego rezystora dołączone są do napięcia sterującego.The dual-circuit, tunable, planar, microwave bandpass filter circuit is characterized in that it is made using the microstrip technique as a two-layer printed circuit and is composed of six sections of microstrip transmission lines with advantageously selected characteristic impedances and lengths, two pairs of microstrip coupled lines with advantageously selected characteristic impedances and mutual impedances: a first pair of coupled lines consisting of the first and second lines and a second pair of coupled lines consisting of the third and fourth lines, four capacitive diodes, four vias connecting to ground and two resistors, the filter elements are arranged on one layer of the printed circuit, the second metalized layer is the ground of the circuit, wherein the input gate is the first end of the first line, the second end of which is connected to the first end of the second line and to the first end of the first coupled line being part of the first pair of coupled lines, wherein the second end of the first coupled line is connected to the ground of the circuit by means of the first vias, the second end of the second line is connected to the anode of the second capacitive diode, the cathode of which is connected to the first cathode and to the capacitive diode of the first lead of the first resistor, the anode of the first capacitive diode is connected to the first end of the third line, the second end of which is connected to the first end of the third coupled line which is part of the second pair of coupled lines, the second end of the third coupled line is connected to the ground of the system by means of the third via, the third line is bent at a right angle, while the output gate is the second end of the sixth line, the first end of which is connected to the second end of the fifth line and to the first end of the fourth coupled line which is part of the second pair of coupled lines, the second end of the fourth coupled line is connected to the ground of the system by means of the fourth via, the first end of the fifth line is connected to the anode of the third capacitive diode, the cathode of which is connected to the cathode of the fourth capacitive diode and to the first lead of the second resistor, the anode of the fourth capacitive diode is connected to the second end a fourth line, wherein the first end of the fourth line is connected to the first end of the second coupled line included in the first pair of coupled lines, the second end of the second coupled line is connected to the ground of the system by means of a second via, the fourth line is bent at a right angle, the second lead of the first resistor and the second lead of the second resistor are connected to the control voltage.

Zaletą rozwiązania według wynalazku jest możliwość zastosowania filtru o dużym zakresie przestrajania częstotliwości środkowej, przy zachowaniu stałej względnej szerokości pasma w pełnym zakresie.The advantage of the solution according to the invention is the possibility of using a filter with a large tuning range of the center frequency, while maintaining a constant relative bandwidth in the full range.

Dzięki wykorzystaniu w strukturze filtru podwójnych, elektromagnetycznych układów sprzęgających, charakterystyka częstotliwościowa filtru posiada dodatkowy biegun tłumienia występujący w górnym paśmie przejściowym, co korzystnie zwiększa stromość górnego zbocza jego charakterystyki częstotliwościowej. Dzięki szeregowemu połączeniu diod pojemnościowych odpowiedzialnych za przestrajanie częstotliwości środkowej filtru z liniami transmisyjnymi tworzącymi rezonatory, w wyniku wchłonięcia pasożytniczych indukcyjności oprawek diod pojemnościowych, częstotliwość środkowa filtru może być przestrajana w ponad-oktawowym zakresie. Zastosowane elekromagnetyczne układy sprzężenia wykorzystują pary linii sprzężonych, w których jedno z doprowadzeń każdej linii w parze jest dołączone do masy układu.By utilizing dual electromagnetic coupling circuits in the filter's structure, the filter's frequency response has an additional damping pole in the upper transition band, which advantageously increases the steepness of the upper slope of its frequency response. By series-connecting capacitive diodes responsible for tuning the filter's center frequency with transmission lines that form resonators, the filter's center frequency can be tuned over an octave range by absorbing the parasitic inductances of the capacitive diode holders. The electromagnetic coupling circuits utilize pairs of coupled lines, in which one of the leads of each line in the pair is connected to the system ground.

Przedmiot wynalazku w przykładzie wykonania uwidoczniono na rysunku, który przedstawia obwód drukowany filtru zbudowany z sześciu linii mikropaskowych, dwóch par sprzężonych linii mikropaskowych, czterech przelotek, czterech diod pojemnościowych i dwóch rezystorów rozmieszczonych na powierzchni podłoża dielektrycznego.The subject of the invention in an embodiment is shown in the drawing, which shows a printed circuit of a filter composed of six microstrip lines, two pairs of coupled microstrip lines, four vias, four capacitive diodes and two resistors arranged on the surface of a dielectric substrate.

Układ według wynalazku jest dwuobwodowym filtrem pasmowoprzepustowym wykonanym w technice mikropaskowej. Elementy filtru występują na jednej z warstw obwodu drukowanego. Druga, w całości metalizowana warstwa, stanowi masę układu. Filtr zbudowany jest z dwóch sprzężonych rezonatorów.The circuit according to the invention is a two-circuit bandpass filter manufactured using microstrip technology. The filter elements are located on one layer of the printed circuit board. The second, fully metallized layer constitutes the circuit's ground. The filter is constructed of two coupled resonators.

Sygnał doprowadzony jest do pierwszego końca (KL1-1) linii (L1) będącego wrotami wejściowymi (WWE) filtru. Drugi koniec (KL1-2) tej linii dołączony jest do pierwszego rezonatora w węźle wejściowym rezonatora utworzonym przez połączenie pierwszego końca (KLS1-1) pierwszej linii sprzężonej (LS1) wchodzącej w skład pierwszej pary linii sprzężonych (PLS1) oraz pierwszego końca (KL2-1) drugiej linii mikropaskowej (L2).The signal is applied to the first end (KL1-1) of line (L1), which is the input gate (WWE) of the filter. The second end (KL1-2) of this line is connected to the first resonator at the resonator input node formed by connecting the first end (KLS1-1) of the first coupled line (LS1) of the first coupled line pair (PLS1) and the first end (KL2-1) of the second microstrip line (L2).

Pierwszy rezonator filtru zbudowany jest z połączonych linii (LS1), (L2), (L3), (LS3) oraz z diod pojemnościowych (D1), (D2) i przelotek (V1), (V3). Pierwsza przelotka (V1) dołącza do masy układu drugi koniec (KLS1-2) pierwszej linii sprzężonej (LS1) wchodzącej w skład pierwszej pary linii sprzężonych (PLS1). Pierwszy koniec (KLS1-1) pierwszej linii sprzężonej (LS1) wchodzącej w skład pierwszej paty linii sprzężonych (PLS1) dołączony jest do węzła wejściowego rezonatora, do którego dobiega pierwszy koniec (KL2-1) linii mikropaskowej (L2). Drugi koniec (KL2-2) tej linii dołączony jest do anody drugiej diody pojemnościowej (D2). Katoda tej diody dołączona jest do katody pierwszej diody pojemnościowej (D1). Anoda pierwszej diody pojemnościowej (D1) dołączona jest do pierwszego końca (KL3-1) trzeciej linii mikropaskowej (KL3). Drugi koniec (KL3-2) lej linii dołączony jest do pierwszego końca (KLS3-1) trzeciej linii sprzężonej (LS3) wchodzącej w skład drugiej pary linii sprzężonych (PLS2). Drugi koniec (KLS3-2) trzeciej linii sprzężonej (LS3) wchodzącej w skład drugiej pary linii sprzężonych (PLS2) dołączony jest do masy układu za pomocą przelotki (V3). Linia (L1) wraz z pierwszą linią sprzężoną (LS1) wchodzącą w skład pierwszej pary linii sprzężonych (PLS1) są elementami odpowiedzialnymi za dopasowanie impedancji wejściowej filtru widzianej w jego wrotach wejściowych (WWE) do impedancji źródła sygnału.The first filter resonator is constructed from connected lines (LS1), (L2), (L3), (LS3), capacitive diodes (D1), (D2), and vias (V1), (V3). The first via (V1) connects the second end (KLS1-2) of the first coupled line (LS1) of the first pair of coupled lines (PLS1) to circuit ground. The first end (KLS1-1) of the first coupled line (LS1) of the first patch of coupled lines (PLS1) is connected to the input node of the resonator, which receives the first end (KL2-1) of the microstrip line (L2). The second end (KL2-2) of this line is connected to the anode of the second capacitive diode (D2). The cathode of this diode is connected to the cathode of the first capacitive diode (D1). The anode of the first capacitive diode (D1) is connected to the first end (KL3-1) of the third microstrip line (KL3). The second end (KL3-2) of the line is connected to the first end (KLS3-1) of the third coupled line (LS3) of the second pair of coupled lines (PLS2). The second end (KLS3-2) of the third coupled line (LS3) of the second pair of coupled lines (PLS2) is connected to the system ground via a via (V3). Line (L1), together with the first coupled line (LS1) of the first pair of coupled lines (PLS1), are the elements responsible for matching the filter's input impedance as seen at its input gate (WWE) to the impedance of the signal source.

Sygnał wyjściowy filtru jest odprowadzany z drugiego końca (KL6-2) linii (L6) będącego wrotami wyjściowymi (WWY) filtru. Pierwszy koniec (KL6-1 tej linii dołączony jest do drugiego rezonatora w węźle wyjściowym rezonatora utworzonym przez połączenie pierwszego końca (KLS4-1) czwartej linii sprzężonej (LS4) wchodzącej w skład drugiej pary linii sprzężonych (PSL2) oraz drugiego końca (KL5-2) piątej linii mikropaskowej (15).The filter output signal is taken from the second end (KL6-2) of line (L6) which is the output gate (WWY) of the filter. The first end (KL6-1) of this line is connected to the second resonator at the resonator output node formed by connecting the first end (KLS4-1) of the fourth coupled line (LS4) of the second pair of coupled lines (PSL2) and the second end (KL5-2) of the fifth microstrip line (15).

Drugi rezonator filtru zbudowany jest z połączonych linii (LS2), (L4), (L5), (LS4) oraz z diod pojemnościowych (D3), (D4) i przelotek (V2), (V4). Czwarta przelotka (V4) dołącza do masy układu drugi koniec (KLS4-2) czwartej linii sprzężonej (LS4) wchodzącej w skład drugiej pary linii sprzężonych (PLS2). Pierwszy koniec (KLS4-1) czwartej linii sprzężonej (LS4) wchodzącej w skład drugiej pary linii sprzężonych (PLS2) dołączony jest do węzła wyjściowego rezonatora, do którego dobiega drugi koniec (KL5-2) piątej linii mikropaskowej (L5). Pierwszy koniec (KL5-1) tej linii dołączony jest do anody trzeciej diody pojemnościowej (D3). Katoda tej diody dołączona jest do katody czwartej diody pojemnościowej (D4). Anoda czwartej diody pojemnościowej (W) dołączona jest do drugiego końca (KL4-2) czwartej linii mikropaskowej (L4). Pierwszy koniec (KL4-1) tej linii dołączony jest do pierwszego końca (KLS2-1) drugiej linii sprzężonej (LS2) wchodzącej w skład pierwszej pary linii sprzężonych (PLS1). Drugi koniec (KLS2-2) drugiej linii sprzężonej (LS2) wchodzącej w skład pierwszej pary linii sprzężonych (PLS1) dołączony jest do masy układu za pomocą przelotki (V2).The second filter resonator is constructed from connected lines (LS2), (L4), (L5), (LS4), varactor diodes (D3), (D4), and vias (V2), (V4). The fourth via (V4) connects the other end (KLS4-2) of the fourth coupled line (LS4) of the second pair of coupled lines (PLS2) to circuit ground. The first end (KLS4-1) of the fourth coupled line (LS4) of the second pair of coupled lines (PLS2) is connected to the resonator's output node, which receives the other end (KL5-2) of the fifth microstrip line (L5). The first end (KL5-1) of this line is connected to the anode of the third varactor diode (D3). The cathode of this diode is connected to the cathode of the fourth varactor diode (D4). The anode of the fourth capacitive diode (W) is connected to the other end (KL4-2) of the fourth microstrip line (L4). The first end (KL4-1) of this line is connected to the first end (KLS2-1) of the second coupled line (LS2) of the first pair of coupled lines (PLS1). The other end (KLS2-2) of the second coupled line (LS2) of the first pair of coupled lines (PLS1) is connected to circuit ground via a via (V2).

Linia (L6) wraz z czwartą linią sprzężoną (LS4) wchodzącą w skład drugiej pary linii sprzężonych (PLS2) są elementami odpowiedzialnymi za dopasowanie impedancji wyjściowej filtru widzianej w jego wrotach wyjściowych (WWY) do impedancji obciążenia.The line (L6) together with the fourth coupled line (LS4) which is part of the second pair of coupled lines (PLS2) are the elements responsible for matching the output impedance of the filter seen at its output gate (WWY) to the load impedance.

Filtr posiada dwa obwody sprzęgające. Pierwszy obwód sprzęgający zbudowany jest z pierwszej pary linii sprzężonych (PLS1) w skład której wchodzą pierwsza linia sprzężona (LS1) i druga linia sprzężona (LS2). Drugi obwód sprzęgający zbudowany jest z drugiej pary linii sprzężonych (PLS2), w skład której wchodzą trzecia linia sprzężona (LS3) i czwarta linia sprzężona (LS4).The filter has two coupling circuits. The first coupling circuit consists of the first pair of coupled lines (PLS1), which includes the first coupled line (LS1) and the second coupled line (LS2). The second coupling circuit consists of the second pair of coupled lines (PLS2), which includes the third coupled line (LS3) and the fourth coupled line (LS4).

Podwójne sprzężenie rezonatorów pozwala na uzyskanie w charakterystyce częstotliwościowej filtru bieguna tłumienia występującego w jej górnym paśmie przejściowym.The double coupling of the resonators allows for the filter's frequency response to have a damping pole occurring in its upper transition band.

Linie (L3) i (L4) są wygięte pod kątem prostym w korzystnie dobranych punktach w celu uzyskania równoległości Iinii sprzężonych (LS1) i (LS2) wchodzących w skład pierwszej pary linii sprzężonych (PLS1) oraz równoległości linii sprzężonych (LS3) i (LS4) wchodzących w skład drugiej pary linii sprzężonych (PLS2).The lines (L3) and (L4) are bent at right angles at advantageously selected points in order to obtain parallelism of the coupled lines (LS1) and (LS2) constituting the first pair of coupled lines (PLS1) and parallelism of the coupled lines (LS3) and (LS4) constituting the second pair of coupled lines (PLS2).

Częstotliwość środkowa filtru przestrajana jest napięciem (YS) doprowadzonym przez rezystory (R1), (R2) do dwóch par diod pojemnościowych połączonych ze sobą katodami: pary (D1) i (D2) oraz pary (D3) i (D4). Drugie doprowadzenia rezystorów (R1), (R2) odpowiednio (KR 1-2), (KR2-2) są dołączone do napięcia (YS). Pierwsze doprowadzenie (KR1-1) rezystora (R1) dołączone jest do połączonych katod diod pojemnościowych (D1) i (D2). Pierwsze doprowadzenie (KR2-1) rezystora (R2) dołączone jest do połączonych katod diod pojemnościowych (D3) i (D4).The center frequency of the filter is tuned by the voltage (YS) applied through resistors (R1), (R2) to two pairs of capacitive diodes connected together at their cathodes: pairs (D1) and (D2) and pairs (D3) and (D4). The second leads of resistors (R1), (R2), (KR 1-2), (KR2-2), respectively, are connected to the voltage (YS). The first lead (KR1-1) of resistor (R1) is connected to the connected cathodes of capacitive diodes (D1) and (D2). The first lead (KR2-1) of resistor (R2) is connected to the connected cathodes of capacitive diodes (D3) and (D4).

Claims (1)

Zastrzeżenie patentowePatent claim 1. Układ dwuobwodowego, przestrajanego, planarnego mikrofalowego filtru pasmowoprzepustowego znamienny tym, że wykonany jest w technice mikropaskowej jako dwuwarstwowy obwód drukowany i zbudowany jest z sześciu, odcinków mikropaskowych linii transmisyjnych: (L1), (L2), (L3), (L4), (L5), (L6) o korzystnie dobranych impedancjach charakterystycznych i długościach, dwóch par mikropaskowych linii sprzężonych o korzystnie dobranych impedancjach charakterystycznych i impedancjach wzajemnych: pierwszej pary linii sprzężonych (PLS1) składającej się z linii (LS1) i (LS2) oraz drugiej pary linii sprzężonych (PLS2) składającej się z linii (LS3) i (LS4), czterech diod pojemnościowych; (D1), (D2), (D3), (D4), czterech przelotek łączących do masy: (Y1), (Y2), (Y3), (Y4) i dwóch rezystorów: (R1), (R2), elementy filtru rozmieszczone są na jednej warstwie obwodu drukowanego, drugą metalizowaną warstwę stanowi masa układu, przy czym wrota wejściowe (WWE) stanowi pierwszy koniec (KL1-1) pierwszej linii (L1), której drugi koniec (KL1-2) dołączony jest do pierwszego końca (KL2-1) drugiej linii (L2) oraz do pierwszego końca (KLS1-1) pierwszej linii sprzężonej (LS1) wchodzącej w skład pierwszej pary linii sprzężonych (PLS1), przy czym drugi koniec (KLS1-2) pierwszej linii sprzężonej (LS1) jest dołączony do masy układu za pomocą pierwszej przelotki (Y1), drugi koniec (KL2-2) drugiej linii (L2) dołączony jest do anody drugiej diody pojemnościowej (D2), której katoda dołączona jest do katody pierwszej diody pojemnościowej (D1) oraz do pierwszego doprowadzenia (KR1-1) pierwszego rezystora (R1), anoda pierwszej diody pojemnościowej (D1) dołączona jest do pierwszego końca (KL3-1) trzeciej linii (L3), której drugi koniec (KL3-2) dołączony jest do pierwszego końca (KLS3-1) trzeciej linii sprzężonej (LS3) wchodzącej w skład drugiej pary linii sprzężonych (PLS2), drugi koniec ( KLS3-2) trzeciej linii sprzężonej (LS3) dołączony jest do masy układu za pomocą przelotki (Y3), trzecia linia (L3) jest zagięta pod kątem prostym, natomiast wrota wyjściowe (WWY) stanowi drugi koniec (KL6-2) szóstej linii (L6), której pierwszy koniec (KL6-1) dołączony jest do drugiego końca (KL5-2) piątej linii (L5) oraz do pierwszego końca (KLS4-1) czwartej linii sprzężonej (LS4) wchodzącej w skład drugiej pary linii sprzężonych (PLS2), drugi koniec (KLS4-2) czwartej linii sprzężonej (LS4) jest dołączony do masy układu za pomocą pierwszej przelotki (Y4), pierwszy koniec (KL5-1) piątej linii (L5) dołączony jest do anody trzeciej diody pojemnościowej (D3), której katoda dołączona jest do katody czwartej diody pojemnościowej (D4) oraz do pierwszego doprowadzenia (KR2-1) drugiego rezystora (R2), anoda czwartej pojemnościowej (D4) dołączona jest do drugiego końca (KL4-2) czwartej linii (L4), przy czym pierwszy koniec (KL4-1) czwartej linii (L4) dołączony jest do pierwszego końca (KLS2-1) drugiej linii sprzężonej (LS2) wchodzącej w skład pierwszej pary linii sprzężonych (PLS1), drugi koniec (KLS2-2) drugiej 1. A dual-circuit, tunable, planar microwave bandpass filter circuit, characterized in that it is made using microstrip technology as a two-layer printed circuit and is composed of six sections of microstrip transmission lines: (L1), (L2), (L3), (L4), (L5), (L6) with advantageously selected characteristic impedances and lengths, two pairs of coupled microstrip lines with advantageously selected characteristic impedances and mutual impedances: the first pair of coupled lines (PLS1) consisting of lines (LS1) and (LS2) and the second pair of coupled lines (PLS2) consisting of lines (LS3) and (LS4), four capacitive diodes; (D1), (D2), (D3), (D4), four vias connecting to ground: (Y1), (Y2), (Y3), (Y4) and two resistors: (R1), (R2), the filter elements are arranged on one layer of a printed circuit, the second metallized layer is the ground of the system, wherein the input gate (WWE) is the first end (KL1-1) of the first line (L1), the second end (KL1-2) of which is connected to the first end (KL2-1) of the second line (L2) and to the first end (KLS1-1) of the first coupled line (LS1) being part of the first pair of coupled lines (PLS1), wherein the second end (KLS1-2) of the first coupled line (LS1) is connected to the ground of the system by means of the first via (Y1), the second end (KL2-2) of the second line (L2) is connected to the anode of the second capacitive diode (D2), the cathode of which is connected to the cathode of the first a capacitive diode (D1) and to the first lead (KR1-1) of the first resistor (R1), the anode of the first capacitive diode (D1) is connected to the first end (KL3-1) of the third line (L3), the second end (KL3-2) of which is connected to the first end (KLS3-1) of the third coupled line (LS3) being part of the second pair of coupled lines (PLS2), the second end (KLS3-2) of the third coupled line (LS3) is connected to the ground of the system by means of a via (Y3), the third line (L3) is bent at a right angle, while the output gate (WWY) constitutes the second end (KL6-2) of the sixth line (L6), the first end (KL6-1) of which is connected to the second end (KL5-2) of the fifth line (L5) and to the first end (KLS4-1) of the fourth coupled line (LS4) being part of the second pair of coupled lines (PLS2), the second end (KLS4-2) of the fourth coupled line (LS4) is connected to the ground of the system by means of the first via (Y4), the first end (KL5-1) of the fifth line (L5) is connected to the anode of the third capacitive diode (D3), the cathode of which is connected to the cathode of the fourth capacitive diode (D4) and to the first lead (KR2-1) of the second resistor (R2), the anode of the fourth capacitive diode (D4) is connected to the second end (KL4-2) of the fourth line (L4), wherein the first end (KL4-1) of the fourth line (L4) is connected to the first end (KLS2-1) of the second coupled line (LS2) being part of the first pair of coupled lines (PLS1), the second end (KLS2-2) of the second PL 248903 Β1 linii sprzężonej (LS2) dołączony jest do masy układu za pomocą przelotki (V2). czwarta linia (L4) jest zagięta pod kątem prostym, drugie doprowadzenie (KR1-2) pierwszego rezystora (R1) oraz drugie doprowadzenie (KR2-2) drugiego rezystora (R2) dołączone są do napięcia sterującego (ł/S).PL 248903 B1 of the coupled line (LS2) is connected to the system ground via a via (V2). The fourth line (L4) is bent at a right angle, the second lead (KR1-2) of the first resistor (R1) and the second lead (KR2-2) of the second resistor (R2) are connected to the control voltage (ł/S).
PL446022A 2023-09-04 2023-09-04 System of a tunable dual-circuit planar microwave band-pass filter PL248903B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL446022A PL248903B1 (en) 2023-09-04 2023-09-04 System of a tunable dual-circuit planar microwave band-pass filter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL446022A PL248903B1 (en) 2023-09-04 2023-09-04 System of a tunable dual-circuit planar microwave band-pass filter

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL446022A1 PL446022A1 (en) 2025-03-10
PL248903B1 true PL248903B1 (en) 2026-02-09

Family

ID=94868633

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL446022A PL248903B1 (en) 2023-09-04 2023-09-04 System of a tunable dual-circuit planar microwave band-pass filter

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL248903B1 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01132201A (en) * 1987-02-11 1989-05-24 Alcatel Thomson Faisceaux Hertziens Tunable microwave filter
EP0471433A2 (en) * 1990-06-20 1992-02-19 Gpt Limited Voltage controlled oscillator

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01132201A (en) * 1987-02-11 1989-05-24 Alcatel Thomson Faisceaux Hertziens Tunable microwave filter
EP0471433A2 (en) * 1990-06-20 1992-02-19 Gpt Limited Voltage controlled oscillator

Also Published As

Publication number Publication date
PL446022A1 (en) 2025-03-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5903421A (en) High-frequency composite part
KR100397728B1 (en) Frequency variable filter, antenna duplexer and communication apparatus incorporating the same
US6359529B1 (en) Filtering device comprising filters, each having a resonance line, a coupling element coupled to said resonance line, and a switch for short-circuiting said resonance line
EP2355349B1 (en) Wideband analog bandpass filter
CN109921761B (en) A reconfigurable filter with adjustable passband and switchable function
CN103650340A (en) Variable filter device and communication device
US5065120A (en) Frequency agile, dielectrically loaded resonator filter
CN101777882B (en) X-band three-digital MEMS(Micro Electric Mechanical System) tunable band-pass filter
CN102832433A (en) Non-uniform power divider with integrated band-pass filtering function
CN102881981A (en) Lumped element power divider integrated with band-pass filtering function
CN104078729A (en) Miniature microwave millimeter wave external load I/Q variable phase inversion orthogonal filter
KR100579481B1 (en) Small Multilayer Bandpass Filter Using Interdigital Capacitors
CN105048034A (en) Low temperature co-fired ceramic (LTCC)-based switch type band-pass filter
US6590475B2 (en) Filter, antenna duplexer, and communication apparatus incorporating the same
Cheab et al. Design of multi-band filters using parallel connected topology
US6064281A (en) Semi-lumped bandpass filter
CN105070988A (en) S-waveband power dividing filter based on low-temperature co-fired ceramic (LTCC)
AU749377B2 (en) Artificial line
CN105186076A (en) LTCC-based S-waveband self-loaded four-path quadrature filter
You et al. Miniature on-chip bandpass power divider with equal-ripple response and wide upper stopband
PL248616B1 (en) A three-circuit tunable planar microwave bandpass filter with increased steepness
CN105006614A (en) L-wave-band miniature active microwave variable phase-inverting balancing power divider and filter
CN104967423A (en) A kind of UHF band miniature duplexer
CN103390783B (en) A kind of microwave distributed switchable band pass filter
Wu et al. Switched integrated band-pass filter bank utilizing 0.25-um pHMET GaAs process for S-, C-, and X-band applications