Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Учебное пособие УСТРОЙСТВА СВЧ И АНТЕННЫ электродинамика.pdf
Скачиваний:
1021
Добавлен:
26.03.2015
Размер:
2.43 Mб
Скачать

5%

10%

20%

минимальные

нелимитированные

минимальные

нелимитированные

большая

нелимитированная

 

 

 

 

 

 

1, 4

1, 2, 4

1, 2,

1, 2,

5, 7

6*, 4

1, 3, 5

3, 4

1, 2, 5

МПЛ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7, 8

5,

6

3, 4, 6, 9

3, 4, 6, 9

8

9

7, 8

7, 8*

6, 9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1, 7

1, 2,

5, 6

1, 2, 3, 6

1, 2, 3, 6

5, 7

6

1, 3, 5, 7

3, 7

1, 2, 5, 6

ЩЛ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2,

5

2, 3

2, 3

5

 

3, 5

3

2, 5

КЛ

 

2

2, 3

2, 5

3

3

2

МПЛ, ЩЛ

Примечания. 1. Цифры означают тип фильтра. 2. Звездочкой отмечены лучшие параметры.

 

 

Рассмотрим кратко особенности указанных типов фильтров. Фильтр 1-го типа на связанных ли-

ниях имеет значительные размеры, если он не сворачивается в меандр, т. е. не превращается в

фильтр типа 6, который максимально использует площадь подложки. Фильтры типов 2 и 3 с па-

раллельными и последовательными шлейфами удобно выполнять на комбинациях ЩЛ и МПЛ.

Фильтр типа 7 (рис. 4.12) интересен тем, что от полюса 1 к полюсу 4 он узкополосный пропус-

кающий, а от полюса 1 к полюсу 2 узкополосный заграждающий. Его недостаток – большие поте-

ри в п олосе пропускания (порядка 3 дБ). Фильтр типа 8 на диэлектрических резонаторах имеет

крутизну скатов в 3–4 раза больше, чем фильтры на МПЛ из-за относительно высокой добротно-

сти диэлектрических резонаторов (2 103). Этот фильтр представляет собой цепочку диэлектриче-

ских резонаторов, расположенных на подложке с МПЛ, которые связаны с первым и последним

резонаторами. Фильтр типа 9 имеет ряд достоинств: отсутствие паразитных полос пропускания,

небольшие размеры и малые потери. Недостаток – небольшая крутизна скатов. Полосно-

заграждающие фильтры обычно аналогичны фильтрам типа 2, 3, 6, 7, но длина шлейфов изменяет-

ся на ±Λ/4 по сравнению с ППФ.

 

 

 

 

 

 

 

4.2. Методы расчета фильтров

 

 

 

Фильтр СВЧ можно рассчитать двумя методами: решить задачу распространения волны в пере-

дающих линиях на основе волновых матриц передачи или же рассматривать вместо фильтра СВЧ

эквивалентную схему LCR-фильтра, что позволяет использовать хорошо известные методы расче-

та цепей с сосредоточенными постоянными. С помощью матрицы передачи [T] удобно анализиро-

вать параметры фильтра по его заданной структуре, особенно учитывая простоту реализации на

ЭВМ математических операций над матрицами. При этом методе каждое звено фильтра описыва-

ется матрицей передачи, а искомая матрица передачи [T] фильтра определяется как произведение

матриц передачи отдельных звеньев. Отдельное звено лестничной структуры, состоящее из отрез-

ка линии передачи длиной l с включенной посредине неоднородностью (рис.4.14), представляет

l/

l/

 

собой каскадное соединение двух отрезков линии передачи длиной l/2 и

 

 

 

одной сосредоточенной нерегулярности Y , включенной параллельно ли-

Y0

Y

Y0

нии.

 

 

 

 

Матрица передачи звена может быть представлена в виде произведе-

 

 

 

ния следующих матриц:

 

 

 

 

Рис. 4.14

 

 

iθ/2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

iθ/2

 

 

 

[Ti] = e

 

i0θ/2

 

1+ y/2

y/2

e

 

i0θ/2

=

e

 

y/2

 

 

e

 

 

 

0

 

 

 

1y/2

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

iθ

(1+ y/2)

 

 

y

/2

 

,

 

 

 

 

 

 

 

= e

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y/2

 

eiθ(1y/2)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где θ=βl – электрическая длина двух отрезков линии; y=Y /Y0 –нормированная параллельная проводимость. Матрица передачи [T] лестничного фильтра из n звеньев равна произведению матриц

n

передачи этих звеньев: [T] = [Ti ] .

i=1

Затухание, вносимое фильтром, определяется величиной модуля элемента t11 матрицы фильтра

29