Красноярские ученые разработали новую конструкцию монолитного многопроводникового полосового фильтра. Он отличается миниатюрностью, высокой избирательностью к принимаемым сигналам и сильным подавлением помех. Результаты исследования опубликованы в журнале Technical Physics Letters.
Новый монолитный миниатюрный полосовой фильтр
Важнейшими устройствами современных радиотехнических систем передачи, приема и обработки сигналов являются полосовые фильтры. Они определяют не только качество радиоаппаратуры, но и ее габариты и даже цену. Поэтому важно разработать новые конструкции миниатюрных фильтров с высокой селективностью и низкой себестоимостью при массовом производстве. Один из перспективных кандидатов для создания таких устройств – многопроводниковый полосковый резонатор. Однако традиционные конструкции не позволяют достичь высокой избирательности фильтров.
Коллектив красноярских ученых, в состав которого вошли исследователи ФИЦ «Красноярский научный центр СО РАН» совместно с Индустриальным партнером АО «НПП «Радиосвязь», разработал новый монолитный миниатюрный полосовой фильтр. Фильтр имеет широкую высокочастотную полосу заграждения. А его конструкция из многопроводниковых полосковых резонаторов обеспечивает миниатюрность и высокую избирательность устройства к принимаемым сигналам.
Фильтр сконструирован на основе многопроводниковых полосковых резонаторов, которые имеют рекордно малые габариты среди электродинамических резонаторов. Каждый из резонаторов образован шестью полосковыми проводниками, расположенными друг над другом и разделенными тонкими диэлектрическими слоями. Как отмечают авторы, принципиальным отличием данной конструкции от уже известных является соединение несмежных проводников сквозными металлизированными цилиндрическими отверстиями. Благодаря этому во много раз увеличивается разность частот первых двух резонансов. В результате в фильтре улучшается эффективность подавления помех. Ширина всех полосковых проводников в конструкции – один миллиметр, их длина – около 13 миллиметров, а общая длина резонатора – 15 миллиметров. Устройство весит чуть менее 2 граммов.
«Мы решили проблему улучшения частотной избирательности фильтров на многопроводниковых резонаторах путем специального соединения нечетных проводников вблизи их свободных концов. Новая миниатюрная монолитная конструкция полосового фильтра изготовлена по технологии многослойных печатных плат. Это позволило снизить потери в полосе пропускания фильтра. Кроме того, технология обеспечивает высокую точность печати проводников в многослойных конструкциях с возможностью одновременного изготовления множества устройств на многослойной плате большой площади. Это значительно снижает стоимость фильтров при массовом производстве по сравнению с другими технологиями изготовления миниатюрных устройств. А хорошие характеристики разработанной конструкции фильтра делают его пригодным для использования в различных радиотехнических системах связи, радиолокации, радионавигации и в специальной радиоаппаратуре», – рассказал Борис Беляев, доктор технических наук, профессор, заведующий лабораторией Института физики им. Л.В. Киренского ФИЦ КНЦ СО РАН.
Исследование поддержано Министерством науки и высшего образования Российской Федерации (проект №. 075-11-2019-078).
Информация и фото предоставлены Федеральным исследовательским центром «Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук»
Фотограф: Тамаровская Анастасия / ФИЦ КНЦ СО РАН
