СФУ вместе с соработниками разработал новую конструкцию многомодового полоскового резонатора, способствующую созданию миниатюрных полосно-пропускающих фильтров для телекоммуникационных систем с исключительной частотно-селективной избирательностью.
Ученые из Сибирского федерального университета и Института физики СО РАН имени Л. В. Киренского разработали новую конструкцию многомодового полоскового резонатора. Такой резонатор дает возможность создавать миниатюрные полосно-пропускающие фильтры с особыми частотно-селективными свойствами, которые востребованы современными телекоммуникационными системами.
Ключевые выводы работы представлены в авторитетном научном издании. Technical Physics Letters.
Быстрый рост и распространение телекоммуникационных систем, радиолокационных систем, радионавигации и специального радиооборудования, а также существование естественных источников радиоизлучения привели к серьезному ухудшению электромагнитной обстановки вокруг нас.
Радиоустройства функционируют в определенных диапазонах частот, при этом создавая радиопомехи для других устройств. Устранить помехи можно с помощью устройств, осуществляющих фильтрацию частот.
Такие устройства, называемые частотно-селективными или фильтрами, применяются в передающих устройствах для снижения излучаемых сигналов за пределами основной полосы частот. В приемных же устройствах они служат преселекторами, ослабляющими уровень помех от антенны.
Радиотехнические фильтры служат для выделения электромагнитных колебаний определенных частотных диапазонов. Частотные диапазоны с малым затуханием сигнала на выходе фильтра называются полосами пропускания, или прозрачностью. Остальные области частот – полосами заграждения, или подавления.
В современной электронной технике повсеместно применяются фильтры с разными конструкциями: распространены фильтры на элементах сосредоточенного типа — катушках индуктивности и конденсаторах, а также пьезоэлектрические и магнитострикционные фильтры, фильтры на поверхностных акустических волнах.
В диапазоне СВЧ наибольшим спросом пользуются фильтры с основой из взаимодействующих электродинамических резонаторов. Из разнообразия электродинамических резонаторов особое значение имеют полосковые, состоящие из полосковых проводников, обычно расположенных на диэлектрических подложках.
Резонаторы полоскового типа отличаются высочайшей надёжностью, малыми размерами, невысокой ценой и, прежде всего, высокой технологичностью, благодаря чему их можно создавать с использованием передовых методов изготовления микросхем на плоской поверхности.
В работе представлена конструкция миниатюрного полоскового резонатора на подложке с двухсторонним рисунком полосковых проводников. Использование нескольких мод колебаний в качестве рабочих позволило уменьшить размеры полосно-пропускающих фильтров, а также существенно улучшить их селективные свойства.
Созданный коллективом фильтр обладает уникальной крутизной склонов полосы пропусков и сверхширокой высокочастотной полосой заграждения, которая по уровню −100 дБ достигает частоты в пять раз выше центральной частоты полосы пропускания.
Это означает лучшую, чем у известных мировых аналогов, селективность. Благодаря этому повышается защищенность от помех, улучшается качество и дальность передачи информации в системах сотовой и спутниковой связи, радиолокации и радионавигации, — сообщил профессор кафедры радиотехники СФУ Алексей Сержантов.
Министерство образования и науки Российской Федерации поддержало выполнение работы.
