Красноярские ученые разработали метод создания новых миниатюрных фильтров нижних частот с широкими областями пропускания и подавления сигналов. Это позволит массово производить более дешевые фильтры без потери их точных характеристик. Результаты исследования опубликованы в журнале Technical Physics Letters.

Фильтры нижних частот применяются в спутниковых системах связи, системах радиолокации и навигации и сотовой связи, в которых наряду с полезным сигналом на основной рабочей частоте создаются и распространяются паразитные сигналы высших частот, способные исказить передаваемую информацию и вывести из строя всю систему. Фильтры пропускают сигналы основной рабочей частоты и подавляют (отражают) лишние импульсы. Большинство таких фильтров представляют собой габаритные конструкции с большим количеством элементов.

Ученые Федерального исследовательского центра «Красноярский научный центр СО РАН» вместе с коллегами из Сибирского федерального университета и Сибирского государственного университета науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнева разработали новую методику создания миниатюрных фильтров низких частот, в которой отошли от использования традиционных резонаторов и увеличили диапазон пропускания частот.

Важная особенность таких фильтров в низкой стоимости при сохранении электрических характеристик фильтров, в частности, предложенная конструкция позволяет значительно увеличить селективность конструкции – расширить и углубить полосу заграждения и увеличить крутизну склона полосы пропускания.

Предлагаемая конструкция фильтров отличается от классической. Он представляет собой полосковый фильтр нижних частот на подвешенной диэлектрической подложке. При этом между несоседними емкостным и индуктивным резонаторами, участвующими в формировании полосы пропускания, образуются дополнительные связи. Наличие этих связей позволяет повысить селективность разработанного фильтра, то есть сузить частотную область между полосой пропускания и полосой заграждения, что регулирует охват входящих частот и делает фильтр более точным.

«Фильтры нижних частот применяются в специализированных системах связи, радиолокации и навигации, заказчиком которых чаще всего выступают военные ведомства. Однако некоторые устройства изготавливаются и в интересах гражданских предприятий. К фильтрам для военной промышленности предъявляются высокие требования, но их стоимость намного выше, чем доступная цена для бытовых применений. Последние десять лет мы стремились к тому, чтобы создать новое поколение устройств – высокоселективных, дешевых и доступных для любого потребителя. Недавно было придумано решение, которое позволяет увеличивать селективность фильтра. В настоящий момент фильтр прошел испытания и готов к выходу в массовое производство», – рассказал Андрей Лексиков, кандидат технических наук, старший научный сотрудник Института физики им. Л.В. Киренского Красноярского научного центра СО РАН.

Исследование поддержано Министерством науки и образования Российской федерации в рамках соглашения о развитии кооперации российских вузов, научных учреждений и производственных предприятий.