新型微型带通滤波器：可抑制无线电干扰！

导读

据俄罗斯西伯利亚联邦大学官网近日报道，该校与克伦斯基物理研究所的研究人员提出一种新型多模带状线谐振器。科学家们使用这种谐振器可以创造出现代通信系统所需的具有独特频率选择特性的微型带通滤波器。

背景

通信系统、雷达系统、无线电导航与专用无线电设备的快速发展与普及，导致了电磁环境严重恶化。每一种无线电设备都工作在其自身的频率范围内，同时又会为其他设备带来无线电干扰。

（图片来源：CC0 Public Domain）

为了降低干扰程度，科学家们使用了具有无线电噪音频率滤波功能的设备。这些设备称为“频率选择设备”或者“滤波器”。它们在无线电发射设备中，用于减弱发射设备发出的主频带之外的信号；在接收设备中作为预选器，用于减弱来自天线的干扰。

由高通滤波器（左）与低通滤波器（右）组成的电视信号分离器。（图片来源：维基百科）

因此，无线电滤波器用于让处于特定频率范围之内的电磁波通过。在这些频率范围之内，滤波器输出信号的衰减很小。处于这些频率范围之内的频带就是通带（透明）。剩余的频率范围就是阻带（抑制）。

创新

近日，俄罗斯西伯利亚联邦大学与克伦斯基物理研究所的研究人员提出一种新型多模带状线谐振器。科学家们使用这种谐振器可以创造出现代通信系统所需的具有独特频率选择特性的微型带通滤波器。这项研究的主要成果发表在《技术物理快报（Technical Physics Letters）》期刊上。

技术

如今，滤波器广泛应用于集总元件，例如电感器与电容器、压电和磁致伸缩滤波器、表面声波滤波器。然而，在微波范围内，科学家采用的是基于相互作用的电动力学谐振器的滤波器。带状线谐振器在范围广泛的电动力学谐振器中拥有一个特殊位置。它们由通常处于介电基底上的带状导体组成。带状线谐振器具有稳定性高、尺寸小、成本低等特性，最重要的是，易于采用现代平面集成电路技术生产。

西伯利亚联邦大学无线电工程系教授 Aleksey Serzhantov 表示：“我们在研究中提出了一种位于带状导体双面图案基底上的新型微型带状线谐振器。因为工作时在腔体中用到了几种振荡模式，我们不仅可以减小基于这些谐振器的带通滤波器的尺寸，也可以显著提升它们的选择特性。我们团队开发的这些滤波器表现出具有独特斜坡陡峭度的通带以及超宽的高频阻带，它在高达通带中心频率5倍的频率上实现了100 dB的信号衰减。实际上，这意味着它比已知的类似技术具有更好的选择性。而且，这样一来，我们可以加强对干扰的免疫力，提升信息传输的质量和范围，例如在蜂窝和卫星通信系统、雷达以及无线电导航中。”

关键字

频率、无线电、通信

参考资料

【1】Belyaev et al. A Highly Selective Bandpass Filter Based on Suspended Substrate Resonators with a Two-Sided Stripline Pattern, Technical Physics Letters (2019). DOI: 10.1134/S1063785019050225

【2】http://www.sfu-kras.ru/en/news/22021

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