Миниатюрный полосно-пропускающий фильтр на двойных спиральных полосковых резонаторах

Б. А. Беляев, А. М. Сержантов, Ан. А. Лексиков, Я. Ф. Бальва, Р. Г. Галеев

Аннотация


Разработана новая миниатюрная монолитная конструкция полосно-пропускающего фильтра, которая может изготавливаться по технологии многослойных печатных плат. Каждый резонатор в фильтре образован вставленными друг в друга металлическими спиралями левой и правой закрутки, у которых одна пара смежных концов замкнута на экран, а другая – свободна. Витки из полосковых проводников в форме одинаковых прямоугольных рамок выполнены на диэлектрических пластинах и располагаются в многослойной структуре строго друг под другом с чередованием витков левой и правой спиралей. Конструкция фильтра на таких многопроводниковых двуспиральных резонаторах имеет не только малые размеры, но и обладает высокой селективностью, что доказывают измеренные характеристики фильтра четвертого порядка, резонаторы которого изготовлены на пяти диэлектрических слоях из материала RO4350BTM. Центральная частота полосы пропускания фильтра f0 = 60 МГц, ее относительная ширина Δf / f0 = 18 %, при этом размеры устройства 34 × 16.5 × 4.3 мм3 (0.007λ0 × 0.003λ0 × 0.001λ0, где λ0 ‒ длина волны в вакууме на частоте f0). Фильтр обладает протяженной полосой заграждения, которая по уровню ‒38 дБ простирается до частоты 16f0.


Беляев Б. А., Сержантов А. М., Лексиков Ан. А., Бальва Я. Ф., Галеев Р. Г. Миниатюрный полосно-пропускающий фильтр на двойных спиральных полосковых резонаторах. Ural Radio Engineering Journal. 2021;5(1):21–31. DOI: 10.15826/urej.2021.5.1.002.

 


Ключевые слова


полосно-пропускающий фильтр; резонатор; диэлектрическая пластина; полосковые проводники

Полный текст:

Без имени

Литература


Morgan M. A. Reflectionless Filters. Boston, London: Artech House Microwave Library; 2017. 277 p.

Lei Zhu, Sheng Sun, Rui Li. Microwave Bandpass Filters for Wideband Communications. New Jersey: John Wiley & Sons, Inc., Hoboken; 2012. 221 p.

Hong J. S., Lancaster M. J. Microstrip Filters for RF/Microwave Applications. N.Y., Chichester; Wein heim; Brisbane; Singapore; Toronto: Wiley; 2001.

Belyaev B. A., Voloshin A. S., Morozov N. V., Galeev R. G. Broadband Microstrip Antenna with a Hairpin Bandpass Filter. Technical Physics Letters. 2015;41(3):238–241. DOI: 10.1134/S1063785015030025.

Leksikov A. A., Serzhantov A. M., Govorun I. V., Afonin A. O., Ugryumov A. V., Leksikov A. A. Miniaturized Suspended-Substrate Two-Conductors Resonator and a Filter on its Base. Progress in Electromagnetics Research M. 2019;84:127–135. DOI: 10.2528/pierm19060604.

Gye-An Lee, M. A. Megahed F. De Flaviis. Low-cost compact spiral inductor resonator filters for system-in-a-package. IEEE Transactions on Advanced Packaging. 2005;28(4):761–771. DOI: 10.1109/tadvp.2005.850504.

Maric A. M., Radosavljevic G. J., Smetana W., Zivanov L. D. Comparison of LTCC inductors on different substrate configurations with PCB inductor. Microelectronics International. 2013;31(1):32–41. DOI: 10.1108/mi-04-2013-0017.

Belyaev B. A., Khodenkov S. A., Galeev R. G., Shabanov V. F. Investigation of Microstrip Structures of Wideband Bandpass Filters. Doklady Physics. 2015;60(3):95–101. DOI: 10.1134/s1028335815030015.

Menzel W., Balalem A. Quasi-Lumped Suspended Stripline Filters and Diplexers. IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques. 2005;53(10):3230–3237. DOI: 10.1109/tmtt.2005.855139.

Belyaev B. A., Leksikov A. A., Serzhantov A. M., Tyurnev V. V. Highly Selective Suspended Stipline Dual-Mode Filter. Progress in Electromagnetics Research Letters. 2011;25:57–66. DOI: 10.2528/ pierl11053001.

Sitnikova M. F., Vendik I. B., Vendik O. G., Kholodnyak D. V., Tural’chuk P. A., Kolmakova I. V., Belyavskii P. Yu., Semenov A. A. Modeling and experimental investigation of microstrip resonators and filters based on High-Temperature Superconductor films. Technical Physics Letters. 2010;36(9):862–864. DOI: 10.1134/s1063785010090257.

Belyaev B. A., Serzhantov A. M., Leksikov A. A., Bal’va Y. F., Leksikov An. A. Multilayred multiconductor stripline resonator and its application to bandpass filter with wide stopband. Microwave and Optical Technology Letters. 2017;59(9):2212–2216. DOI: 10.1002/mop.30706.

Belyaev B. A., Serzhantov A. M., Bal’va Ya. F., Leksikov A. A., Galeev R. G. A New Design of a Miniature Microstrip Resonator with Interdigital Structure. Technical Physics Letters. 2014;40(11):1010–1013. DOI: 10.1134/s1063785014110194.

Belyaev B. A., Serzhantov A. M., Tyurnev V. V., Bal’va Y. F., Leksikov A. A. Planar Bandpass Filter with 100-dB Suppression Up to Tenfold Passband Frequency. Progress in Electromagnetics Research C. 2014;48:37–44. DOI: 10.2528/pierc14013003.

Belyaev B. A., Serzhantov A. M., Leksikov A. A., Bal’va Y. F., Leksikov An. A. High-Quality Compact Interdigital Microstrip Resonator and Its Application to Bandpass Filter. Progress in Electromagnetics Research C. 2017;72:91–103. DOI: 10.2528/pierc16101303.