Миниатюрный полосно-пропускающий фильтр на двойных спиральных полосковых резонаторах

Abstract

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.

A new miniature monolithic bandpass filter, which can be manufactured using multilayer standard all-PCB technology, is presented. Each resonator in the filter is formed by metal spirals of the left and right twist inserted into each other, in which one pair of adjacent ends is grounded, and the other is free. Spiral inductors have the form of identical rectangular frames and are designed on dielectric substrates, located on a multilayer structure strictly under each other with alternating turns of the left and right spirals. The design of the filter based on such multilayer double-spiral resonators is both small in size, and highly selective, which is proved by the measured characteristics of the fourth order filter fabricated at seven dielectric layers of RO4350B material. The filter has the central frequency of the passband f0 = 60 MHz, and the fractional bandwidth Δf / f0 = 18%, while the size of the device is of the device are only 34 × 16.5 × 4.3 mm3 (0.007λ0 × 0.003λ0 × 0.001λ0, where λ0 is the wavelength at the center frequency f0). The filter has a wide stopband, which extends up to the frequency of 16f0 at a level of –38 dB.