RU2371840C2 - Method for tuning of multilink band filters - Google Patents
Method for tuning of multilink band filters Download PDFInfo
- Publication number
- RU2371840C2 RU2371840C2 RU2007137963/09A RU2007137963A RU2371840C2 RU 2371840 C2 RU2371840 C2 RU 2371840C2 RU 2007137963/09 A RU2007137963/09 A RU 2007137963/09A RU 2007137963 A RU2007137963 A RU 2007137963A RU 2371840 C2 RU2371840 C2 RU 2371840C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- filter
- tuning
- resonators
- frequency
- resonator
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к радиотехнике и предназначено для настройки многозвенных полосовых фильтров (далее - фильтров) радиоэлектронных устройств СВЧ диапазона.The invention relates to radio engineering and is intended to configure multi-link bandpass filters (hereinafter referred to as filters) of microwave electronic devices.
Известен способ настройки полосовых фильтров (см. авторское свидетельство СССР №1427441, опубликованное 30.09.88 г.), в соответствии с которым каждый резонатор настраивают на резонансную частоту f0 при одновременной расстройке соседних резонаторов с помощью поглотителей, при этом настройку осуществляют по максимуму прошедшего СВЧ сигнала.There is a method of tuning band-pass filters (see USSR author's certificate No. 1427441, published September 30, 88), according to which each resonator is tuned to the resonant frequency f 0 with simultaneous detuning of neighboring resonators using absorbers, while tuning is carried out to the maximum of the past Microwave signal.
Такой способ настройки технически очень сложен, так как требует изготовления специальных поглотителей и приспособления для их ввода в резонаторы, специального устройства для отвода энергии от настраиваемого резонатора фильтра совместно со специальным измерительным прибором. При этом даже слабая связь между настраиваемым резонатором и специальным устройством для отвода энергии приводит к снижению добротности этого резонатора и уменьшению точности настройки по максимуму сигнала (особенно для узкополосных фильтров). Также этот способ не позволяет определить меру изменения коэффициентов связи между резонаторами, что снижает точность и качество настройки. Кроме этого указанный способ предполагает наличие таких подстроечных элементов, которые обеспечивают как увеличение, так и уменьшение частоты настройки резонатора фильтра, что неприемлемо, например, для керамического фильтра, у которого любое изменение элемента подстройки приводит только к увеличению частоты настройки резонатора и/или уменьшению коэффициентов связи.This tuning method is technically very complicated, since it requires the manufacture of special absorbers and devices for their input into the resonators, a special device for removing energy from the tunable filter resonator together with a special measuring device. Moreover, even a weak connection between the tuned resonator and a special device for energy removal leads to a decrease in the Q factor of this resonator and a decrease in the accuracy of tuning to the maximum signal (especially for narrow-band filters). Also, this method does not allow to determine the measure of change of the coupling coefficients between the resonators, which reduces the accuracy and quality of the settings. In addition, this method assumes the presence of such tuning elements that provide both an increase and a decrease in the frequency of tuning of the filter cavity, which is unacceptable, for example, for a ceramic filter, in which any change in the tuning element only leads to an increase in the frequency of tuning of the resonator and / or reduction of coefficients communication.
Известен другой способ настройки полосовых фильтров (см. патент США №5004992, опубликованный 2.04.91 г.), в соответствии с которым после предварительного расчета изготавливают фильтр на основе керамического блока несколько большей высоты, чем требуется по расчету. Затем измеряют параметры фильтра и вычисляют необходимую величину уменьшения высоты керамического блока со стороны его основания.There is another way to configure bandpass filters (see US patent No. 5004992, published 2.04.91), according to which, after preliminary calculation, a filter is made on the basis of a ceramic block of a slightly higher height than is required by calculation. Then the filter parameters are measured and the necessary value for reducing the height of the ceramic block from the side of its base is calculated.
Этот способ настройки предполагает использование прецизионного оборудования для механической обработки керамического блока, изготовления элементов топологии фильтра. После подстройки фильтра необходимо восстановить металлизацию основания керамического блока путем вжигания серебросодержащей пасты. Восстановление металлизации - длительный, несколько дней, процесс, при котором фильтр подвергается неоднократному воздействию температуры около 800°С. При этом свойства керамики и топологии фильтра несколько изменяются, что приводит к ошибке в настройке фильтра. Точность установки коэффициентов связи определяется точностью изготовления элементов топологии фильтра и, в соответствии с данным патентом, не подлежит регулировке, что снижает точность и качество настройки.This tuning method involves the use of precision equipment for machining a ceramic block, manufacturing filter topology elements. After adjusting the filter, it is necessary to restore the metallization of the base of the ceramic block by burning silver-containing paste. Metallization recovery is a long, several days, process in which the filter is subjected to repeated exposure to a temperature of about 800 ° C. At the same time, the properties of ceramics and the filter topology change slightly, which leads to an error in the filter settings. The accuracy of setting the coupling coefficients is determined by the accuracy of manufacturing the elements of the filter topology and, in accordance with this patent, is not subject to adjustment, which reduces the accuracy and quality of the settings.
Наиболее близким, принятым за прототип, к предлагаемому способу настройки является способ настройки по заявке на изобретение РФ №96117066, опубликованной 10.01.99 г.The closest adopted for the prototype to the proposed tuning method is the tuning method for the application for the invention of the Russian Federation No. 96117066, published January 10, 1999.
Этот способ заключается как в настройке всех резонаторов фильтра на центральную частоту, так и в регулировке связей между резонаторами и связей крайних резонаторов с генератором и нагрузкой в соответствии с расчетными значениями коэффициентов связи. При этом измеряют частотные зависимости как фазы коэффициента отражения от входа фильтра, обладающей большей крутизной частотной характеристики, так и модуля коэффициента отражения.This method consists in tuning all the filter resonators to the center frequency, as well as in adjusting the connections between the resonators and the connections of the extreme resonators with the generator and the load in accordance with the calculated values of the coupling coefficients. In this case, the frequency dependences of both the phase of the reflection coefficient from the input of the filter, which has a greater steepness in the frequency response, and the module of the reflection coefficient, are measured.
В соответствии с этим способом настройка фильтра включает два этапа: первый этап - настройка резонаторов, второй этап - расчет и регулировка связей. Этапы выполняются раздельно: при расчете и регулировке связей необходимо расстроить соседние резонаторы, что приводит к появлению чередующихся циклов упомянутых этапов. Соответственно, подстроечные элементы должны обеспечивать как увеличение, так и уменьшение частоты резонатора фильтра и/или коэффициентов связи, что неприемлемо для керамического фильтра. Кроме этого необходимо выполнить трудоемкие процессы измерения для каждого отдельного резонатора ширины полосы пропускания по уровню минус 3 дБ для расчета коэффициентов связи, а затем обратный расчет для их практической реализации. При настройке фильтра для ненастроенных резонаторов необходимо предусмотреть приспособления для их закорачивания.In accordance with this method, the filter tuning includes two stages: the first stage is the tuning of the resonators, the second stage is the calculation and adjustment of the links. The stages are carried out separately: when calculating and adjusting the bonds, it is necessary to upset the neighboring resonators, which leads to the appearance of alternating cycles of the mentioned stages. Accordingly, the tuning elements must provide both an increase and a decrease in the frequency of the filter cavity and / or coupling coefficients, which is unacceptable for a ceramic filter. In addition, it is necessary to carry out laborious measurement processes for each individual resonator of the bandwidth at a level of minus 3 dB to calculate the coupling coefficients, and then the reverse calculation for their practical implementation. When adjusting the filter for non-tuned resonators, it is necessary to provide devices for shorting them.
Техническими задачами настоящего изобретения являются: упрощение и снижение трудоемкости процесса настройки с обеспечением высокоточной настройки одиночного фильтра, в том числе и керамического, обеспечение настройки двух и более фильтров с одинаковыми параметрами.The technical objectives of the present invention are: to simplify and reduce the complexity of the tuning process, ensuring high-precision tuning of a single filter, including a ceramic one, and providing tuning of two or more filters with the same parameters.
Предложен способ настройки многозвенных полосовых фильтров, заключающийся в настройке резонаторов фильтра, регулировке связей между резонаторами и связей крайних резонаторов с генератором и нагрузкой в соответствии с расчетными значениями, измерении частотной характеристики, обладающей большей крутизной, измерении частотной зависимости модуля коэффициента отражения, ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем, что настройку резонаторов (кроме центрального) и регулировку связей в соответствии с расчетными или экспериментальными значениями выполняют по характерным точкам на частотной зависимости коэффициента передачи при частичных включениях фильтра в измерительный тракт прибора, настройку центрального резонатора выполняют по частотной зависимости модуля коэффициента отражения при полном включении фильтра, а при настройке двух и более фильтров с одинаковыми параметрами первый настроенный фильтр используют как фильтр-образец, у которого измеряют параметры указанных выше характерных точек с последующим переносом измеренных параметров на настраиваемые фильтры.A method for tuning multilink bandpass filters is proposed, which consists in tuning filter resonators, adjusting the connections between the resonators and the connections of the extreme resonators with the generator and the load in accordance with the calculated values, measuring the frequency response with greater steepness, measuring the frequency dependence of the reflection coefficient module, DIFFERENT in that tuning of the resonators (except for the central one) and adjustment of the bonds in accordance with the calculated or experimental values are performed according to dots on the frequency dependence of the transmission coefficient with partial filter connections in the instrument’s measuring path, the central resonator is tuned according to the frequency dependence of the reflection coefficient module when the filter is fully turned on, and when two or more filters with the same parameters are configured, the first tuned filter is used as a filter sample, which measures the parameters of the above characteristic points with the subsequent transfer of the measured parameters to custom filters.
Технический результат достигается настройкой фильтра по характерным точкам частотной зависимости коэффициента передачи при частичных включениях фильтра в измерительный тракт прибора, которые позволяют одновременно контролировать как частоту настройки резонаторов, так и величину связей. При этом упрощен расчет изменения частоты настройки резонаторов и величины связей. Не требуется изготовления каких-либо поглотителей, приспособлений для закорачивания, устройств для отвода энергии, так как сам фильтр при частичном включении является датчиком необходимых сигналов.The technical result is achieved by tuning the filter at characteristic points of the frequency dependence of the transmission coefficient with partial inclusion of the filter in the measuring path of the device, which allows you to simultaneously control both the tuning frequency of the resonators and the magnitude of the bonds. At the same time, the calculation of changes in the resonator tuning frequency and coupling magnitude is simplified. It is not necessary to manufacture any absorbers, devices for shorting, devices for energy removal, since the filter itself, when partially turned on, is a sensor of the necessary signals.
Реализация способа настройки (на примере керамического фильтра третьего порядка) поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен керамический полосовой фильтр, на фиг.2 приведена частотная зависимость коэффициента передачи (АЧХ) фильтра при частичном включении его между центральным резонатором и контактной площадкой, а на фиг.3 приведена АЧХ фильтра при частичном включении его между крайним резонатором и контактной площадкой.The implementation of the tuning method (using an example of a third-order ceramic filter) is illustrated by drawings, where Fig. 1 shows a ceramic band-pass filter, Fig. 2 shows the frequency dependence of the transmission coefficient (AFC) of the filter when it is partially turned on between the central resonator and the contact pad, and figure 3 shows the frequency response of the filter when it is partially turned on between the extreme resonator and the contact pad.
Для измерения АЧХ и модуля коэффициента отражения (КО) использовался панорамный измеритель коэффициентов передачи и отражения.To measure the frequency response and the coefficient of reflection coefficient (CO), a panoramic meter of transmission and reflection coefficients was used.
Фильтр (фиг.1) представляет собой керамический блок 1, пять граней которого металлизированы. Металлизированные отверстия с электрически соединенными площадками на шестой грани образуют резонаторы: крайние резонаторы 2, центральный резонатор 3. На этой же грани расположены контактные площадки 4 для подключения генератора и нагрузки. Крайние резонаторы 2, центральный резонатор 3, контактные площадки 4 разделены между собой и от боковой металлизации диэлектрическим промежутком 5.The filter (figure 1) is a
На АЧХ фильтра (фиг.2) выделяются две характерные точки:On the frequency response of the filter (figure 2) there are two characteristic points:
- точка 6 - точка максимальной крутизны АЧХ;- point 6 - the point of maximum frequency response steepness;
- точка 7 - точка максимума АЧХ.- point 7 - the maximum frequency response point.
На АЧХ фильтра (фиг.3) выделяется характерная точка 8 - точка максимума АЧХ.On the frequency response of the filter (figure 3), a
Значения частоты и коэффициента передачи в характерных точках АЧХ могут быть определены расчетным путем или измерены экспериментально. Настройка резонаторов фильтра заключается в изменении размеров площадок резонаторов 2, 3 со стороны боковой металлизации. Регулировка связей заключается в изменении размеров диэлектрических промежутков между площадками резонаторов 2, 3, между площадками резонаторов 2 и контактными площадками 4.The values of the frequency and transmission coefficient at characteristic points of the frequency response can be determined by calculation or measured experimentally. The tuning of the filter resonators consists in resizing the areas of the
Последовательность операций при реализации способа настройки поясняется следующими примерами.The sequence of operations when implementing the configuration method is illustrated by the following examples.
Пример 1: Настройка одного фильтраExample 1: Configuring a single filter
Фильтр настраивают следующим образом:The filter is configured as follows:
- при частичном включении фильтра между левым крайним резонатором 2 и левой контактной площадкой 4 (генератор/нагрузка) измеряют частотную зависимость коэффициента передачи. На АЧХ выделяют характерную точку в соответствии с фиг.3 и измеряют в этом ее положении значение коэффициента передачи. Регулируют связь левого крайнего резонатора с генератором/нагрузкой путем изменения размера диэлектрического промежутка между левым крайним резонатором 2 и левой контактной площадкой 4 в соответствии с расчетным или экспериментальным значением. В измерительную цепь прибора включают правый крайний резонатор 2 и правую контактную площадку 4 (нагрузка/генератор), повторяют регулировку для установки такой же связи правого крайнего резонатора с нагрузкой/генератором;- when the filter is partially turned on, the frequency dependence of the transmission coefficient is measured between the left extreme resonator 2 and the left contact pad 4 (generator / load). A characteristic point is isolated on the frequency response in accordance with FIG. 3 and the value of the transmission coefficient is measured in this position. The connection of the left end resonator with the generator / load is controlled by changing the size of the dielectric gap between the left end resonator 2 and the
- при частичном включении фильтра между центральным резонатором 3 и левой контактной площадкой 4 измеряют частотную зависимость коэффициента передачи. На АЧХ выделяют характерные точки в соответствии с фиг.2. По значению частоты в точке 6 настраивают частоту правого крайнего резонатора путем изменения размеров его площадки в соответствии с расчетным или экспериментальным значением. По значению коэффициента передачи в точке 7 регулируют связь между центральным и левым крайним резонатором путем изменения размера диэлектрического промежутка между ними в соответствии с расчетным или экспериментальным значением. В измерительную цепь прибора включают центральный резонатор 3 и правую контактную площадку 4. Выполняют настройку частоты левого крайнего резонатора путем изменения размеров его площадки. Регулируют связь между центральным и правым крайним резонатором путем изменения размера диэлектрического промежутка между ними;- when the filter is partially turned on, the frequency dependence of the transmission coefficient is measured between the
- при полном включении фильтра в режиме измерения модуля КО измеряют частотную зависимость модуля КО. Настраивают частоту центрального резонатора, чтобы наблюдалась равноволновость частотной зависимости модуля КО.- when the filter is fully turned on in the measurement mode of the QoS module, the frequency dependence of the QoS module is measured. The frequency of the central resonator is adjusted so that the equilibrium waveform of the frequency dependence of the KO module is observed.
Пример 2: Настройка двух и более фильтров с одинаковыми параметрамиExample 2: Setting up two or more filters with the same parameters
Фильтр настраивают следующим образом:The filter is configured as follows:
- при частичном включении фильтра-образца между левым (или правым) крайним резонатором 2 и левой (или правой) контактной площадкой 4 измеряют частотную зависимость коэффициента передачи. На АЧХ выделяют характерную точку в соответствии с фиг.3 и измеряют в этом ее положении значение коэффициента передачи;- when the filter sample is partially turned on, the frequency dependence of the transmission coefficient is measured between the left (or right) extreme resonator 2 and the left (or right)
- при частичном включении фильтра-образца между центральным резонатором 3 и левой (или правой) контактной площадкой 4 измеряют частотную зависимость коэффициента передачи. На АЧХ выделяют характерные точки в соответствии с фиг.2 и измеряют значение частоты в точке 6, значение коэффициента передачи в точке 7;- when the filter sample is partially turned on, the frequency dependence of the transmission coefficient is measured between the
- при соответствующем частичном включении настраиваемого фильтра настраивают частоту крайних резонаторов, регулируют связи центрального с крайними резонаторами, крайних резонаторов с генератором/нагрузкой в соответствии с измеренными значениями у фильтра-образца (см. пример 1);- with the appropriate partial inclusion of the tunable filter, the frequency of the extreme resonators is adjusted, the connections of the central with the extreme resonators, of the extreme resonators with the generator / load are adjusted in accordance with the measured values of the filter sample (see example 1);
- при полном включении фильтра в режиме измерения модуля КО измеряют частотную зависимость модуля КО. Настраивают частоту центрального резонатора, чтобы наблюдалась равноволновость частотной зависимости модуля КО.- when the filter is fully turned on in the measurement mode of the QoS module, the frequency dependence of the QoS module is measured. The frequency of the central resonator is adjusted so that the equilibrium waveform of the frequency dependence of the KO module is observed.
Таким образом, предлагаемый способ настройки позволяет установить необходимую частоту настройки резонаторов и отрегулировать необходимые связи между резонаторами, между крайними резонаторами и нагрузкой/генератором, что и обеспечивает высокоточную настройку фильтра, в том числе и керамического. Существенно упрощен расчет изменения частоты настройки резонаторов и величины связей, не требуется изготовления каких-либо поглотителей, приспособлений для закорачивания, устройств для отвода энергии, так как сам фильтр при частичном включении является датчиком необходимых сигналов, что обеспечивает простоту и низкую трудоемкость процесса настройки. Предлагаемый способ позволяет также производить настройку двух и более фильтров с одинаковыми параметрами.Thus, the proposed tuning method allows you to set the required tuning frequency of the resonators and adjust the necessary connections between the resonators, between the extreme resonators and the load / generator, which ensures high-precision tuning of the filter, including the ceramic one. The calculation of changes in the frequency of tuning of the resonators and the magnitude of the bonds is significantly simplified; no absorbers, shorting devices, and devices for removing energy are required to be manufactured, since the filter itself, when partially turned on, is a sensor of the necessary signals, which ensures simplicity and low laboriousness of the tuning process. The proposed method also allows you to configure two or more filters with the same parameters.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007137963/09A RU2371840C2 (en) | 2007-10-12 | 2007-10-12 | Method for tuning of multilink band filters |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007137963/09A RU2371840C2 (en) | 2007-10-12 | 2007-10-12 | Method for tuning of multilink band filters |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2007137963A RU2007137963A (en) | 2009-04-20 |
RU2371840C2 true RU2371840C2 (en) | 2009-10-27 |
Family
ID=41017427
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007137963/09A RU2371840C2 (en) | 2007-10-12 | 2007-10-12 | Method for tuning of multilink band filters |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2371840C2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20190303524A1 (en) * | 2013-03-15 | 2019-10-03 | Resonant Inc. | Element removal design in microwave filters |
-
2007
- 2007-10-12 RU RU2007137963/09A patent/RU2371840C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20190303524A1 (en) * | 2013-03-15 | 2019-10-03 | Resonant Inc. | Element removal design in microwave filters |
US11036910B2 (en) | 2013-03-15 | 2021-06-15 | Resonant Inc. | Element removal design in microwave filters |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2007137963A (en) | 2009-04-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
WO2007058910A9 (en) | Apparatus and method of selecting components for a reconfigurable impedance match circuit | |
JP2005117675A (en) | Method for manufacturing rf ceramic filter | |
KR20040004584A (en) | Tunable multiplexer | |
US6504446B1 (en) | Method for adjusting characteristics of dielectric filter, method for adjusting characteristics of dielectric duplexer, and devices for practicing the methods | |
RU2371840C2 (en) | Method for tuning of multilink band filters | |
RU2702496C1 (en) | Universal active rc-filter based on multi-differential operational amplifiers | |
CN101316100B (en) | Filter circuit and semiconductor device | |
KR20100022873A (en) | Balun-band pass filter using two ring resonators | |
JPH0661704A (en) | Variable ceramic filter and tuning method | |
KR100990298B1 (en) | Manufacturing method of balanced unbalanced conversion element and balanced unbalanced conversion element | |
RU2707706C1 (en) | Universal active rc-filter of the second order on the basis of multi-differential operational amplifiers | |
RU2702499C1 (en) | Universal active rc-filter | |
US20070285181A1 (en) | Multi-mode open-loop type clock extraction apparatus | |
CN103873158B (en) | A kind of radio-frequency measurement device with variable attenuator | |
JP4812243B2 (en) | Variable delay line | |
JPS58194402A (en) | Dielectric filter | |
Sánchez-Renedo et al. | Tunable planar combline filter with multiple source/load coupling | |
CN101667672B (en) | Substrate integrated waveguide directional filter | |
US6981307B2 (en) | Manufacturing method for filter module | |
KR20020086789A (en) | A Filter Auto-Controlling System and Methods | |
RU2569174C1 (en) | Ceramic waveguide microwave filter | |
CN103279027B (en) | Based on the digital simulation Composite PID controller of resonance type optical gyroscope system | |
JPH10256808A (en) | Dielectric filter and adjustment method thereof | |
Binhack et al. | Modeling of double SAW resonator remote sensor | |
Dong et al. | Design and fabrication of silicon-cavity band-pass filters based on MEMS technology |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20191013 |