Управляемые многополосные микроволновые фильтры на основе волноводного тройникового интерферометра, содержащего резонатор Фабри-Перо с метаструктурой в качестве отражателя
Аннотация
Предложен путь для достижения селективного электрического управления многополосной фильтрацией микроволн в диапазоне 3 - 6 ГГц, основанный на модифицированном волноводном тройниковом интерферометре, содержащем управляемую метаструктуру. Метаструктура расположена вдоль направления распространения волны в короткозамкнутом плече на определенном расстоянии от короткозамыкателя, образуя резонатор Фабри-Перо. Обнаружены и продемонстрированы новые функциональные возможности интерферометра с нагруженными варакторами метаструктурами из линейных проводов, диполя «бабочка» и кольцевых элементов. Показана возможность селективной перестройки частоты интерференционной полосы запрета (0.2 ГГц) с проволочной метаструктурой и диполем. Показана также возможность селективного поочередного изменения формы и ширины интерференционной полосы с кольцевыми элементами. Продемонстрировано, что перестройка полос в интерферометре связана с перестройкой в спектре резонатора Фабри-Перо и обусловлена влиянием резонансных эффектов в метаструктуре на интерферограмму при приближении резонанса в метаструктуре к соответствующей интерференционной полосе.
- filtering
- selective electrical tuning
- tee waveguide interferometer
- metastructure
- varactor
- microwaves
- Fabry-Perot resonator
- interference bands tuning
- фильтрация
- селективная электрическая перестройка
- тройниковый волноводный интерферометр
- метаструктура
- варактор
- микроволны
- резонатор Фабри-Перо
- перестройка интерференционных полос
Abstract (in English)
A tunable multiband microwave filter based on a waveguide tee interferometer containing Fabry-Perot resonator with a metastructure as a reflector
A new way to achieving selectively electrically tunable multiband microwave filtering is proposed that is based on a modified h -plane 3-6 GHz waveguide tee interferometer containing a tunable metastructure. The metastructure is placed along the wave propagation direction in the short-circuited h -arm at a distance from the short, thus forming the configuration of a Fabry-Perot resonator. Various functionalities of the interferometer are revealed and demonstrated through the use of various varactor-loaded metastructures such as a wire metastructure, a butterfly dipole, a row of split ring resonators, and a rings/dipole sandwich. The possibility of selective tuning of the band center frequency (by 0.2 GHz with a wire metastructure and a butterfly dipole), or a selective change in the shape and width of each stop-band by turns (with split ring resonators), or a change in the shape and width of each stop-band and center frequency independently (with a "split ring resonators--butterfly dipole" sandwich) is demonstrated. The tuning of the interference bands in the resonator and the interferometer is related to the effect of tunable resonance in the metastructure, which occurs when the resonance frequency in the metastructure approaches the appropriate interference band.
Для цитирования
Крафтмахер Г.А., Бутылкин В.С., Казанцев Ю.Н., Мальцев В.П., Никитин И.П. Управляемые многополосные микроволновые фильтры на основе волноводного тройникового интерферометра, содержащего резонатор Фабри-Перо с метаструктурой в качестве отражателя // Журнал радиоэлектроники. – 2020. – № 6. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2020.6.15